بررسی تئوری جذب گاز های co2 و so2 بر روی فولرن c60 و فولرن های c59m [m= b, al, ga, si, ge, n, p, as]

در این مطالعه ویژگی های ساختاری و الکترونی هتروفولرن های c59m [m= b, al, ga, si, ge, n, p, as] و فولرن c60 با استفاده از محاسبات تئوری تابعیت چگالی mpw1pw91/6-31g(d))) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی شکاف انرژی و انرژی اتصال برای ساختارها در هر گروه نشان داد که واکنش پذیری و پایداری ترمودینامیکی همه فولرن ها نسبت به c60 اندکی کاهش پیدا کرده است. با توجه به نتایج به دست آمده، در هرگروه هتروفولرن های با هترو اتم کوچک تر پایداری ترمودینامیکی بیشتر و هتروفولرن های با هترواتم بزرگ تر واکنش پذیری کمتری دارند. برای c59n و c59b بیشترین انرژی اتصال و برای c59ga بیشترین شکاف انرژی به دست آمد. همچنین بار جزیی اتمی برای تمام ساختارها با سه روش هرشفیلد، مولیکن و nbo محاسبه شد. نتایج نشان داد جهت انتقال بار از هترواتم به اتم های کربن است و هترواتم ها بار جزیی مثبت دارند. لازم به ذکر است که برای c59n که به دلیل الکترونگاتیویته ی بالای نیتروژن نسبت به کربن، بار نیتروژن منفی و اتم های کربن مجاور آن مثبت محاسبه شد. از دیگر پارامترهای مورد بررسی طول پیوند است که برای تمام ساختارها به جز c59n افزایش یافت و درجه پیوند نسبت به فولرن c60 کاهش داشت. بعد از بررسی هتروفولرن ها، با توجه به اثرات مخرب آلاینده های هوا مثل so2 و co2، برهمکنش فولرن خالص و هتروفولرن ها با این دو مولکول مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش دوم سه حالت برای قرارگیری so2 در نظر گرفته شد (الف: از سمت اکسیژن، ب: از سمت گوگرد، پ: به صورت افقی). مولکول so2 در فاصله a? 2 از هتروفولرن ها بدون هیچ قیدی قرار داده شد. بیشترین برهمکنش برای ساختارهایی دیده شد که so2 از سر اتم های اکسیژن به هترواتم ها نزدیک شده است. نتایج نشان داد که فولرنc60 با انرژی جذب 758/4- ، جذب فیزیکی بسیار ضعیفی برای so2 نشان داد. در حالی که جذب so2 بر روی c59al، c59ga و c59si با انرژی های جذب 275/98- تا 675/193- در محدوده جذب شیمیایی قوی قرار می گیرد. برای ساختارهای c59ge و c59p هم جذب فیزیکی قوی برای مولکول so2 به ترتیب با انرژی های جذب 362/46- و 260/40- مشاهده شد. در ادامه مولکول co2 به عنوان یک مولکول غیرقطبی برای برهمکنش با هتروفولرن ها بررسی شد. برای قرار گیری co2 یک حالت در نظر گرفته شد که طی بهینه سازی فقط c59ga و c59al جذب فیزیکی نشان دادند.