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SO2在铁/钴掺杂空位缺陷单壁(8,0)碳纳米管上吸附的第一性原理研究及其传感器应用

DOI：10.1142/s0219633619500251 期刊：Journal of Theoretical and Computational Chemistry 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 为探索检测污染气体SO2的优良传感器，采用密度泛函理论（DFT）研究了SO2分子在Fe/Co掺杂碳纳米管（CNTs）及(8,0)单空位缺陷CNTs表面的吸附行为，并分析了吸附能、几何结构、能隙及电子结构。结果表明，Fe/Co掺杂和单空位缺陷可增强CNTs对SO2的吸附能力与灵敏度。综合各改性CNTs在吸附SO2分子前后的能隙变化及吸附强度，Fe掺杂CNTs（Fe-CNTs）和Co掺杂位点2单空位缺陷CNTs对SO2分子的检测性能更优。随着掺杂原子（Fe、Co、Ni）电子数的减少，吸附稳定性增强。本研究结果对设计SO2传感器件具有重要参考价值。
作者： Meng Zhang，Guoqing Li，Xiaomin Lu，Qianru Zhang，Wei Li
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过研究SO2分子在Fe/Co掺杂碳纳米管（CNTs）和单空位缺陷(8, 0) CNTs表面的吸附行为，探索检测污染气体SO2的优良传感器。

研究成果

铁/钴掺杂和单空位缺陷可增强碳纳米管对二氧化硫的吸附能力与敏感性。铁掺杂碳纳米管（Fe-CNTs）及位点2单空位缺陷钴掺杂碳纳米管对二氧化硫分子的检测性能更优。该研究结果对设计二氧化硫传感装置具有重要参考价值。

研究不足

该研究仅限于理论计算，未包含实验验证。重点关注的是掺杂铁/钴的碳纳米管以及单空位缺陷(8,0)碳纳米管，可能无法涵盖所有用于二氧化硫检测的可能改性方式。

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