مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

مطالعه حساسیت نانوله‌های کربنی آلایش شده با پالادیوم برای استفاده در حسگر گاز منواکسیدکربن

نوع مقاله : مقاله یادداشت پژوهشی

نویسندگان
محمد حسین جلال پور
نگین معنوی زاده
مژگان صادقیان لمراسکی
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، دانشکده مهندسی برق، تهران، ایران.
10.30501/jamt.2637.70332
چکیده
در این مقاله، تأثیر اضافه شدن اتم‌ پالادیم به نانولوله‌های کربنی به منظور استفاده از آن در حسگر گاز منو اکسید کربن،‌ بررسی شده است. با بررسی و مقایسه حالت‌های مختلف نحوه قرار‌گرفتن اتم پالادیوم بر روی سطح نانولوله‌های کربنی و نیز نحوه تماس مولکول منو‌اکسیدکربن بر روی آن با استفاده از نرم‌افزار‌های شبیه‌سازی ابعاد اتمی (siesta و QuantumWise)، مناسب‌ترین حالت جهت افزایش حساسیت نانولوله‌ها بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده، پایدارترین نوع قرارگیری پالادیوم در حالت موازی با سطح و بهترین نوع تماس مولکول در حالتی است که گاز منواکسیدکربن از سمت اتم کربن خود به نانولوله‌کربنی نزدیک شده باشد. با استفاده از سنجش انرژی کل سیستم، نشان داده شده که ساختار بدست آمده برای استفاده در حسگرهای گاز منواکسیدکربن مناسب می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
حسگر گاز منواکسید کربن
نانو‌لوله کربنی آلایش شده با پالادیوم
شبیه سازی ابعاد اتمی

عنوان مقاله English

An Investigation on Pd Decorated Carbon Nanotube Sensitivity for CO Gas Sensor Application

نویسندگان English

Mohammad Hosein Jalalpur
Negin Manavizadeh
Mojgan Sadeghian Lemraski
چکیده English

In this paper, the effect of Pd decorated Carbon nanotube system for Carbon monoxide gas sensor applications was studied. Various positions of Pd atom and CO molecule have been considered and investigated using ab initio atomic simulator software (Siesta and Quantumwise (to obtain the most appropriate structure for enhancing the sensitivity of Carbon nanotubes. According to the simulation results, the most stable configuration of Pd atom and CO molecule are obtained while Pd atoms stand parallel to the CNT with no carbon vacancy on and CO molecule approaches the Carbon nanotube with its Carbon atom. Results indicate that the obtained structure can be considered as an interesting candidate for gas sensing devices.

کلیدواژه‌ها English

Carbon-monoxide gas sensor
CNT-Pd Decorated
Ab initio simulation
  1.  Li, C., Lv, M., Zuo, J., Huang X., SnO2 Highly Sensitive CO Gas Sensor Based on Quasi-Molecular-Imprinting Mechanism Design. Sensors. 2015, 15, 2, 3789-800.
  2.  Meskath S., Urban G., Heinze J., A new optochemical chlorine gas sensor based on the application of amphiphilic co-networks as matrices. Sensors and Actuators B: Chemical. 2011, 151, 2, 327-32.
  3.       Paczkowski S., Sauerwald T., Weiß A., Bauer M, Kohl D., Schütz S. , Biomimetic gas sensors for large-scale drying of wood particles. InSPIE Smart Structures and Materials+ Nondestructive Evaluation and Health MonitoringInternational Society for Optics and Photonics. , 2011, 797505-797505,
  4.       Goto T., Hyodo T., Kaneyasu K., Yanagi H., Shimizu Y., CO Sensing Properties of Electrochemical Gas Sensors Using an Anion-Conducting Polymer as an Electrolyte. ECS Transactions. 2013, 50, 12, 267-72.
  5.       Fine G.F., Cavanagh L.M., Afonja A, Binions R. Metal oxide semi-conductor gas sensors in environmental monitoring. Sensors. 2010, 10, 6, 5469-502.
  6.       Kim BC, Park SW, Lee DG., Fracture toughness of the nano-particle reinforced epoxy composite, Compos Struct, 2008, 86, 69–77.
  7.      Qinghua L., Jianhua Z., Effects of nano fillers on the conductivity, adhesion strength, and reliability of isotropic conductive adhesives (ICAs), Key Eng Mater, 2007, 353–358, 2879–82.
  8.       Salehi-Khojin A, Jana S, Wei-Hong Z. Thermal–mechanical properties of a graphitic-nanofibers reinforced epoxy, J Nanosci Nanotechnol, 2007, 7, 898–906.
  9.       Zhai L.L., Ling G.P., Wang Y.W., Effect of nano-Al2O3 on adhesion strength of epoxy adhesive and steel,  Int J Adhes Adhes, 2008, 28, 23–8.
  10.      Huang C.K., Prediction model of thermal conductivity for composite materials with nano particles, In: Technical proceedings of the NSTI nanotechnologyconference and trade show, NSTI, 2007.
  11.     Rafiee Roham, Maleki Moghadam Reza., Simulation of impact and post-impac behavior of carbon nanotube reinforced polymer using multi-scale finite element modeling, Comput Mater Sci, 2012, 63, 261–8.
  12.      Kostopoulos V., Baltopoulos A., Karapappas P., Vavouliotis A., Paipetis A.,  Impact and after-impact properties of carbon fibre reinforced composites enhanced with multi-wall carbon nanotubes,  Compos Sci Technol, 2010, 70, 553–63.
  13.     Wang, X., Qunqing, Li.,  Xie, Jing,  Zhong, Jin.  , Jinyong, Wang, Yan, Li, Kaili, Jiang.  ,  Shoushan, Fan., Fabrication of Ultralong and Electrically Uniform Single-Walled Carbon Nanotubes on Clean Substrates,  Nano Letters 9, 2009,  3137–3141.
  14.     Gullapalli, S.; Wong, M.S., Nanotechnology: A Guide to Nano-Objects, Chemical Engineering Progress,  2011, 107, 5,  28-32.
  15.     Yoosefian, Mehdi, Zahra Barzgari, and Javad Yoosefian., Ab initio study of Pd-decorated single-walled carbon nanotube with C-vacancy as CO sensor, Structural Chemistry, 2014, 25, 1, 9-19.
  16.     Wang R, Zhang D, Sun W, Han Z, Liu C., A novel aluminum-doped carbon nanotubes sensor for carbon monoxide.,  J Mol Struct THEOCHEM, 2007, 806:93–97.
  17.  
مواد و فناوری‌های پیشرفته
دوره 5، شماره 2
تابستان 1395
صفحه 59-66

  • تاریخ دریافت 23 دی 1394
  • تاریخ بازنگری 23 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش 11 مهر 1395