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CuO/ZnO改性HfSe2单层对SF6分解气体(H2S、SO2、SOF2和SO2F2)的吸附性能
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( IF 4.9 ) Pub Date : 2023-10-11 , DOI: 10.1016/j.colsurfa.2023.132562
Xinya Zeng , Li Jiang , Siliang Pang , Jianling Hao , Yingang Gui
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更新日期:2023-10-11
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( IF 4.9 ) Pub Date : 2023-10-11 , DOI: 10.1016/j.colsurfa.2023.132562
Xinya Zeng , Li Jiang , Siliang Pang , Jianling Hao , Yingang Gui
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本文基于第一性原理计算分析了CuO-HfSe 2和ZnO-HfSe 2基质对SF 6分解气体(H 2 S、SO 2、SOF 2和SO 2 F 2 )的吸附性能。计算了两种金属氧化物在HfSe 2上的最佳掺杂位置,–2.530 eV和–1.906 eV的结合能保证了CuO-HfSe 2和ZnO-HfSe 2在吸附过程中的稳定性。结果表明,CuO和ZnO的修饰改变了HfSe 2单层的能带结构,CuO和ZnO分子带电为–0.0339 e和–0.0368 e,表现出吸附气体的潜力。与原始HfSe 2单层相比,CuO-HfSe 2和ZnO-HfSe 2对四种气体的吸附距离从约3.5 Å减小到约2 Å,吸附能从约–0.35 eV增加到–2.1以上eV 和超过 –1.1 eV 分别。此外,还探索了电荷变形密度、态密度、部分态密度和分子轨道理论,以阐明气体分子与基底之间的相互作用。结果表明,CuO-HfSe 2对H 2 S、SO 2、SOF 2和SO 2 F 2的吸附性能优于ZnO-HfSe 2。对于CuO-HfSe 2体系,对四种气体的吸附容量大小依次为:H 2 S > SO 2 > SOF 2 > SO 2 F 2;ZnO-HfSe 2体系的排序为:SO 2 > SOF 2 > H 2 S > SO 2 F 2。气体吸附后,系统的电导率发生不同程度的变化,通过电导率可以检测气体的吸附情况。所有吸附系统都有较长的恢复时间,需要采用升高温度或紫外线照射的方法来激发气体解吸过程。本研究为H 2 S、SO 2、SOF 2和SO 2 F 2提供了新的传感材料。

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