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基于密度泛函理论研究掺杂Pd石墨烯吸附O2及CO

孙建平 缪应蒙 曹相春

基于密度泛函理论研究掺杂Pd石墨烯吸附O2及CO

孙建平, 缪应蒙, 曹相春
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  • 基于第一性原理的密度泛函理论研究了单个O2和CO气体分子吸附于本征石墨烯和掺杂钯(Pd)的石墨烯的体系, 通过石墨烯掺Pd前后气体分子的吸附能、电荷转移及能带和态密度的计算, 发现掺Pd后气体分子吸附能和电荷转移显著增大, 这是由于Pd的掺杂, 在本征石墨烯能带中引入了杂质能级, 增强了石墨烯和吸附气体分子间的相互作用; 氧化性气体O2和还原性气体CO吸附对石墨烯体系能带结构和态密度的影响明显不同, 本征石墨烯吸附O2后, 费米能级附近态密度变大, 掺Pd后在一定程度变小; 吸附还原性的CO后, 石墨烯费米能级附近态密度几乎没有改变, 表明掺杂Pd不会影响石墨烯对CO的气体灵敏度, 但由于CO对石墨烯的吸附能增大, 可以提高石墨烯对还原性气体的气敏响应速度.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 12MS26)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-14
  • 修回日期:  2012-09-09
  • 刊出日期:  2013-02-05

基于密度泛函理论研究掺杂Pd石墨烯吸附O2及CO

  • 1. 华北电力大学电气与电子工程学院, 北京 102206
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 12MS26)资助的课题.

摘要: 基于第一性原理的密度泛函理论研究了单个O2和CO气体分子吸附于本征石墨烯和掺杂钯(Pd)的石墨烯的体系, 通过石墨烯掺Pd前后气体分子的吸附能、电荷转移及能带和态密度的计算, 发现掺Pd后气体分子吸附能和电荷转移显著增大, 这是由于Pd的掺杂, 在本征石墨烯能带中引入了杂质能级, 增强了石墨烯和吸附气体分子间的相互作用; 氧化性气体O2和还原性气体CO吸附对石墨烯体系能带结构和态密度的影响明显不同, 本征石墨烯吸附O2后, 费米能级附近态密度变大, 掺Pd后在一定程度变小; 吸附还原性的CO后, 石墨烯费米能级附近态密度几乎没有改变, 表明掺杂Pd不会影响石墨烯对CO的气体灵敏度, 但由于CO对石墨烯的吸附能增大, 可以提高石墨烯对还原性气体的气敏响应速度.

English Abstract

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