خالد عزیزی

قابلیت جداسازی گازهای اسیدی CO2، H2S و بخار H2O از گاز CH4 به وسیله نانوصفحات و نانولوله های بورنیتریدی دوپه شده با اتم های Al و Zn در دو حالت جایگزینی اتم B با اتم فلزی (MB) و جایگزینی اتم N با اتم فلزی(MN) با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT) مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که انرژی جذب هر سه مولکول H2O، H2S و CO2 بر نانوجاذب های انتخاب شده به طور قابل ملاحظه بزرگتر از مقدار مربوط به CH4 بوده و لذا فرآیند خالص سازی CH4 نسبت به گازهای ناخالص با هریک از نانوجاذب های انتخاب شده مقدور است. برای حالت دوپه شده با اتم Al در حالی که، انرژی جذب هر سه مولکول گازی H2O، H2S و CO2 بر ساختار لوله ای بزرگتر از مقدار مربوط به ساختار صفحه ای است. برای CH4 این روند بر عکس بوده و برای حالت دوپه شده با اتم Zn نظم خاصی مشاهده نمی شود. سیستم AlB-BNNT، بهترین جاذب برای گازهای H2O و CO2 بوده و سیستم های AlB-BNNT و AlN-BNNS به ترتیب بهترین جاذب گازهای H2S و CH4 می باشند. با توجه به تغییرات حاصل در شکاف انرژی بین بالاترین اربیتال مولکولی اشغال شده (HOMO) و پایین ترین اربیتال مولکولی اشغال نشده (LUMO)، برای مولکولH2O سیستم AlB-BNNS و برای گازهای H2S، CO2 و CH4 هر دو سیستم AlB-BNNT و AlB-BNNS بهترین خواص حسگر گازی را نشان می دهند. در همه موارد جهت انتقال بار الکتریکی از مولکول گازی به نانو ساختار بوده و مقدار این کمیت برای مولکول های H2O، H2S و CO2 به طور قابل ملاحظه بزرگتر از مقدار مربوط به CH4 است.