Giới thiệu về Luận văn Thạc sĩ: Mô phỏng Lượng tử về sự hấp phụ khí độc trên bề mặt Borophene
Tên đề tài: Mô phỏng Lượng tử về sự hấp phụ khí độc trên bề mặt Borophene
Ngành: Công nghệ Nano
Tóm tắt nội dung luận văn:
Trong bối cảnh ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng, việc tìm kiếm vật liệu mới có khả năng hấp phụ khí độc hiệu quả là vô cùng cần thiết. Borophene, một vật liệu hai chiều (2D) mới được tổng hợp gần đây, nổi bật với cấu trúc độc đáo và các tính chất hứa hẹn. Nghiên cứu này tập trung vào việc mô phỏng lượng tử để khảo sát cấu hình hấp phụ và năng lượng hấp phụ của các phân tử khí độc (CO, NO, CO2, NH3, và NO2) trên bề mặt của borophene dạng β12. Các tính toán được thực hiện dựa trên phương pháp tính toán đầu tiên (first-principle calculations) với ba hàm tương quan van der Waals khác nhau: revPBE-vdW, optPBE-vdW, và vdW-DF2. Nghiên cứu đã xác định các cấu hình hấp phụ bền vững nhất và khả năng khuếch tán của các phân tử khí trên bề mặt β12-borophene. Bên cạnh đó, bản chất của liên kết và tương tác giữa các phân tử khí và β12-borophene cũng được làm sáng tỏ thông qua phân tích mật độ trạng thái (Density of States) và phân tích điện tích Bader. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế hấp phụ khí trên borophene mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng của vật liệu này trong các thiết bị cảm biến khí độc trong tương lai gần.
Mục lục chi tiết:
- Chương 1: Giới thiệu
- 1.1. Bối cảnh nghiên cứu
- 1.2. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
- 1.2.1. Vật liệu hấp phụ: Borophene
- 1.2.2. Các phân tử khí
- 1.3. Hấp phụ khí độc trên vật liệu hai chiều
- 1.3.1. Hấp phụ khí trên các vật liệu hai chiều khác
- 1.3.2. Ứng dụng hấp phụ của borophene
- 1.4. Cấu trúc luận văn
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết và Phương pháp
- 2.1. Lý thuyết trường hàm
- 2.2. VASP
- 2.3. Phân tích điện tích Bader
- 2.4. Sơ đồ tính toán
- Chương 3: Kết quả và Thảo luận
- 3.1. Đặc tính của vật liệu hấp phụ
- 3.2. Các cấu hình thuận lợi về mặt năng lượng
- 3.2.1. CO - borophene
- 3.2.2. CO2 - borophene
- 3.2.3. NH3 - borophene
- 3.2.4. NO2 - borophene
- 3.2.5. NO - borophene
- 3.3. Năng lượng hấp phụ và độ dài phản ứng
- 3.3.1. Năng lượng hấp phụ và khoảng cách hấp phụ so sánh các hàm vdW
- 3.3.2. So sánh năng lượng hấp phụ giữa các loại khí
- 3.4. Bề mặt năng lượng
- 3.5. Đặc tính điện tử
- 3.6. Đặc tính truyền điện tích
- 3.6.1. Phân tích điện tích của hệ (CO – borophene)
- 3.6.2. Phân tích điện tích của hệ (CO2 - borophene)
- 3.6.3. Phân tích điện tích của hệ (NO - borophene)
- 3.6.4. Phân tích điện tích của hệ (NO2 - borophene)
- 3.6.5. Phân tích điện tích của hệ (NH3 - borophene)
- Kết luận
- Hướng nghiên cứu tương lai
- Tài liệu tham khảo