氮化硼纳米带能够捕获温室气体吗？
材料科学
2025-09-01 v2
摘要
为何标题中的问题至关重要？随着工业发展，对人类健康和环境均有害的有毒气体排放量增加。这些气体需要进行捕获、固定和测量。因此，本研究调查了氮化硼纳米带和莫比乌斯型氮化硼纳米带与九种温室气体（即氨、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、甲烷、甲醇、二氧化氮、一氧化氮和光气）之间的相互作用。针对优化几何结构的结构计算得出的吸附能均为负值，表明所有气体在两种纳米带中均能被有利地吸附。此外，我们发现传感器的恢复时间范围从两小时到几纳秒不等，且纳米带对每种气体表现出不同的响应。根据电子和拓扑学研究，仅一氧化氮形成了共价键；其余气体形成了非共价键。分子动力学最终表明，对于绝大多数气体，单个气体分子与纳米带之间的相互作用保持一致，而 500 个气体分子与纳米带之间的相互作用表现为吸引力，尽管高体积气体特有的体积效应会对相互作用产生影响。每次计算均使用 xTB 软件实施了半经验紧束缚方法。我们的研究结果对标题中提出的问题给出了肯定的回答。
引用
@article{arxiv.2402.13102,
title = {Are boron-nitride nanobelts capable to capture greenhouse gases?},
author = {C. Aguiar and I. Camps},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.13102},
year = {2025}
}