《鈣鈦礦型CO2氣敏材料的第一性原理研究》是依託大連理工大學,由王小風擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈣鈦礦型CO2氣敏材料的第一性原理研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王小風
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
工業、農業等眾多領域都需要CO2氣體感測器來監測CO2濃度。本申請項目擬採用第一性原理計算，從原子論和量子力學的層面提供對氣敏過程的深入了解，研究氣敏機理。針對二氧化碳是一種惰性分子，不易活化，與其他氧化性或還原性氣體相比，其靈敏度還有待提高，本申請項目選用LaMnO3鈣鈦礦材料為基礎，通過La位和Mn位的部分摻雜、研究不同的晶面、表面缺陷等，調整材料表面的酸鹼性，以達到活化CO2分子，提高對CO2氣敏性的目的；針對目前CO2的氣敏機理還沒有一個較全面而公認的理論，理論計算沒有很好的模擬真實的氣敏過程，本項目擬通過在材料表面預吸附O2、H2或H2O等分子模擬更真實的氣敏過程，以解釋現有的實驗結果，從分子吸附和原子結合等層面和角度深入理解和分析氣敏機理。項目的實施將從原子層面找出影響材料對CO2氣敏性的關鍵參數，為進一步開發新型氣敏材料提供理論指導，並對氣敏實驗中的各種實驗結果提供理論解釋。
結題摘要
構建了合理的LaMnO3基鈣鈦礦晶體結構模型，找到穩定的晶面，給出CO2在材料表面的吸附位點、吸附構型、電荷轉移等情況，為LaMnO3基鈣鈦礦材料作為CO2氣敏材料提供理論依據；對比CO2分子在純淨表面與預吸附O2、H2或H2O分子的表面吸附特性的變化，為材料在複雜環境中的氣敏性提供理論指導。在計算結果的指導下，我們對金屬氧化物納米材料的氣敏性質進行了一系列的實驗研究，合成出一系列氣敏性良好的納米材料。
