高等学校化学学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (12): 2473.

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铂掺杂氮化硼纳米管及CO在其表面的吸附行为的理论研究

李希茂1, 田维全1, 黄旭日1, 孙家锺1, 江雷2   

  1. 1. 吉林大学理论化学研究所, 理论化学计算国家重点实验室, 长春 130023;
    2. 中国科学院化学研究所, 分子科学中心, 北京 100080
  • 收稿日期:2009-01-06 出版日期:2009-12-10 发布日期:2009-12-10
  • 通讯作者: 田维全, 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事理论化学研究. E-mail: tianwq@jlu.edu.cn; 黄旭日, 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事理论化学研究. E-mail: huangxr@mail.jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(批准号: 20773408, 20643004)资助.

Theoretical Study on Adsorption of CO on Novel Pt-doped BN Nanotube

LI Xi-Mao1, TIAN Wei Quan1*, HUANG Xu-Ri1*, SUN Chia-Chung1, JIANG Lei2   

  1. 1. State Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, Jilin University, Changchun 130023, China;
    2. Center of Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China
  • Received:2009-01-06 Online:2009-12-10 Published:2009-12-10
  • Contact: TIAN Wei Quan, E-mail: tianwq@jlu.edu.cn; HUANG Xu-Ri, E-mail: huangxr@mail.jlu.edu.cn
  • Supported by:

    国家自然科学基金(批准号: 20773408, 20643004)资助.

摘要:

采用基于密度泛函理论的PBEPBE方法对铂(Pt)掺杂的氮化硼(BN)纳米管进行了理论研究. 计算结果表明, Pt原子突出BN纳米管表面, Pt的d轨道暴露到外面, 使它更容易和外来分子发生相互作用, 提高了纳米管的反应活性. Pt取代掺杂缩小了纳米管的能隙, 从而提高BN纳米管的导电性. 一氧化碳(CO)在Pt掺杂BN纳米管上的吸附行为表明, 2个CO能化学吸附到纳米管表面, 更多的CO分子吸附是物理吸附.

关键词: Pt掺杂BN纳米管; 稳定性; 导电性; 反应活性; 一氧化碳吸附

Abstract:

Novel Pt-substitution doped(5,5) single-walled BN nanotubes(BNNTs) were studied with density functional theory(DFT). The Pt atom protrudes to the exterior of the sidewall of BNNT, thus improves the reactivity of BNNT and favors attack from approaching molecules. The smaller energy gap between the highest occupied molecular orbital and lowest unoccupied molecular orbital for the Pt-doped BNNTs implies enhanced conductivity with respect to that of the pristine BNNT. The DFT predictions suggest a strong affinity of the Pt atom in BNNT towards CO molecules. Up to two CO can be chemically adsorbed on the Pt site of BNNT.

Key words: Pt-doped BN nanotube; Stability; Conductivity; Reactivity; CO adsorption

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