بررسی نظری پتانسیل نانوچندسازه زیستسازگار فولرن-اکسید نیکل در فرایند اکسایش گاز CO و کاهش سمیت ناشی از آن
نویسندگان
1 گروه صنایع شیمیایی، دانشگاه فنی و حرفهای، تهران، ایران
2 گروه مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه فنی و حرفهای، تهران، ایران
doi
چکیده
از آنجاکه سمیت برخی از آلاینده های زیست محیطی مانند CO طی فرایندهای اکسایش کاهش می یابد، آشکارسازهای دقیق با قدرت بالا که توانایی اکسید کردن گاز نامبرده را داشته باشند، در شناسایی و حذف این آلایندهی سمی بسیار کارآمد خواهند بود. اکسیدهای فلزی برای اکسایش CO نیازمند دماهای عملیاتی بسیار بالا بوده که عملاً استفاده از آنها را ناممکن و ناایمن می کند. بر اساس بررسی های انجام شده، پیش بینی می شود که هیبرید اکسیدهای فلزی و فولرن C60 پتانسیل لازم برای کاتالیست کردن فرایند اکسایش گاز CO و در نتیجه حذف و کاهش سمیت آن را خواهند داشت. ترکیبات مبتنی بر مواد کربنی علاوه بر اینکه نسبت به سایر کاتالیستهای اکسایش گازی مقرون به صرفه بوده، نیاز به دمای عملیاتی پایینی داشته و زیست سازگار نیز می باشند. در این مطالعه، جذب اکسیدهای فلزی Cu2O، ZnO و NiO بر فولرن C60، و سپس، خواص آشکارسازی آلاینده ی گازی CO توسط این نانوچندسازه ها به صورت نظری مطالعه شده است. تمامی محاسبات DFT در این مطالعه با استفاده ازنرم افزار G09، در سطح B97D/6-311G(d,p) انجام شده است. تئوری NBO برای بررسی انتقالات بار و نرمافزار AIM2000 برای بررسی ماهیت شیمیایی پیوندها استفاده شده اند. نتایج بدست آمده از محاسبات نشان میدهند که کمپلکسهای MOx/C60 و بهویژه NiO/C60 جاذب بسیار قویتری برای CO نسبت به C60 بوده و همچنین، انتظار می رود که این کمپلکسها از حساسیت نوری و الکتریکی بیشتری در گزینشپذیری گاز CO برخوردار باشند. افزون بر این، داده های حاصل از این پژوهش نشان می دهند که نانوچندسازه NiO/C60 پتانسیل لازم برای فرایند اکسایش CO به CO2 را فراهم می کند.