بررسی نظری جذب سطحی استیک اسید روی بلورهای گرافیت

جهت بررسی جذب سطحی مولکول استیک اسید روی گرافیت ، از روش های شیمی محاسباتی- که به صورت کامپیوتری انجام می شوند- استفاده کردیم . تمامی محاسبات با استفاده از نرم افزار gaussian 03w v.6.0 و در سطح dft انجام گرفتند. تابع هیبریدی b3lyp، با دو مجموعه پایه ایِ g31-6 و g21-3 به کار برده شد. سطوح شبیه گرافیت نیز با استفاده از 2 کلاستر، شامل مجموعه ای از 14 و 30 حلقه ی بنزنی بهم جوش خورده، مدل-سازی شد. در واقع مدل های به کار رفته برای صفحه ی گرافیت، ورقه های گرافنی در دو اندازه ی c42h16 (به نام pah1) و c80h22 (به نام pah2) بودند. پیوند های c-c و c-h نیز به ترتیب در مقادیر 41797/1 (همچنان که در گرافیت است) و 09961/1 آنگستروم ثابت شده اند. به منظور آغاز بررسی جذب سطحی استیک اسید روی گرافیت، ابتدا با ساختمان های داخلی صلب اسید و گرافیت شروع کردیم و اسید را از چند راستای مختلف به سطح گرافیت نزدیک کردیم. این محاسبات منجر به منحنی های جذبی شدند که الزاماً برهمکنش های فیزیکی بین جاذب و جذب شونده را انعکاس می دادند. سپس به ساختمان های داخلی اسید و گرافیت قابلیت تغییرپذیری دادیم. این کار به جاذب و جذب شونده این امکان را می دهد که طول ها و زوایای پیوندی خود را به نحوی تغییر دهند تا به پایدارترین وضعیت ممکن برسند. این بار نیز از چند راستای مختلف، اسید را به صفحه نزدیک کردیم. در این حالت بایستی جذب شیمیایی نیز خود را در محاسبات نشان می داد. اما، چنین جذبی مشاهده نشد. پس توجه خود را روی نقطه ی جذب شیمیایی متمرکز کرده و چند حالت مختلف جذب شیمیایی اسید روی گرافیت را مورد بررسی قرار دادیم. در نهایت تلاش کردیم تا با اعمال محدودیت هایی روی سیستم، منحنی های جذبی بدست آوریم که منجر به چنین جذب شیمیایی شوند. اما تمامی محاسبات ما را به این نتیجه سوق دادند که، جذب اسید روی گرافیت در دمای اتاق منحصراً فیزیکی است. پس با قبول این مسئله، به بررسی جذب دومین و سومین مولکول اسید روی گرافیت به صورت فیزیکی و با قابلیت تشکیل پیوند هیدروژنی بین مولکول های جذب شده، پرداختیم. هم چنین جهت بررسی اثرات لایه های داخلی گرافیت روی خواص جذبی لایه ی سطحی، با وارد کردن دومین لایه زیر لایه ی اول، این اثر را روی نقطه ی جذب شیمیایی و منحنی جذب فیزیکی مورد بررسی قرار دادیم.