Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58533
Title: Surfaces properties of Zirconia and its adsorption of gases : Research report
Other Titles: สมบัติของผิวผลึกเซอร์โคเนียและการดูดซับโมเลกุลก๊าซชนิดต่าง ๆ
Authors: Vithaya Ruangpornvisuti
Email: Vithaya.R@Chula.ac.th
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Zirconium oxide
Gases -- Absorption and adsorption
Carbon monoxide -- Absorption and adsorption
Ammonia -- Absorption and adsorption
Issue Date: 2015
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The adsorption of CO and NH₃ gases on the cubic ZrO2 (110) surface was investigated by two–dimensionally periodic slab model DFT method. The relative adsorption energies of these gases on the cubic ZrO₂ (110) surface is in order: NH₃ > CO. The adsorption energies of NH3 on the cubic ZrO₂ (110) surface are –27.62 and –25.51 kcal/mol, obtained using the PBE0 and B3LYP methods, respectively. The CO adsorption on the cubic ZrO2 (110) surface –11.39 and –9.81 kcal/mol, obtained using the PBE0 with rigid and flexible models, respectively. The geometry optimizations of zirconia nanoparticle (ZrO₂–NP), represented by the high symmetric (ZrO₂)12 cluster and its adsorption configurations with diatomic (H₂, N₂, O₂, CO and NO), triatomic (CO₂, N₂O, NO₂ H₂O, SO₂ and H₂S) and polyatomic (C₂H₂, C₂H4, CH4 and NH3) gases were carried out using density functional theory method. Adsorption energies of the relevant gases on the ZrO2NP were obtained by the B3LYP and M06–2X methods. The geometry optimizations of ZrO₂–NP doped by single metal (M) atoms such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn were obtained using the DFT/B3LYP method. Energy gaps of all the relevant compounds obtained B3LYP calculations are reported. The adsorption structures of hydrogen gas adsorbed on the M–ZrO₂–NP and their adsorption energies were obtained using the B3LYP/GEN computation. The Cu–doped ZrO₂–NP has probably been suggested to be a material for use in detecting hydrogen gas.
Other Abstract: การดูดซับก๊าซ CO และ NH₃ บนผิวคิวบิคของ ZrO₂ (110) ได้รับการสอบสวนโดยวิธีเดนซิตีฟังก์ชันนัล ชนิดขอบเขตคาบแบบสองมิติ พบว่าลำดับพลังงานดูดซับของก๊าซดังกล่าว บนผิวชนิดคิวบิคของ ZrO2 (110) เป็นดังนี้: NH3 > CO พลังงานดูดซับของก๊าซ NH₃ บนผิวชนิดคิวบิคของ ZrO₂ (110) มีค่าเท่ากับ –27.62 และ –25.51 kcal/mol ได้รับจากการคำนวณโดยวิธี PBE0 และ B3LYP ตามลำดับ พลังงานดูดซับของก๊าซ CO บนผิวชนิดคิวบิคของ ZrO₂ (110) มีค่าเท่ากับ –11.39 และ –9.81 kcal/mol ได้รับจากกการคำนวณโดยวิธี PBE0 ด้วยการจำลองแบบแข็งเกร็ง และแบบยืดหยุ่น ตามลำดับ การหาโครงสร้างวัสดุนาโนเซอร์โคเนีย (ZrO2–NP) โดยใช้ (ZrO2)12 ซึ่งเป็นคลัสเตอร์ที่เสถียรมีสมมาตรสูงเป็นตัวแทน และการหาโครงสร้างการดูดซับวัสดุนาโนเซอร์โคเนีย (ZrO2–NP) กับก๊าซชนิดสองอะตอม (H₂, N₂, O₂, CO and NO), ชนิดสามอะตอม (CO₂, N₂O, NO₂, H₂O, SO₂ and H2S) และชนิดหลายอะตอม (C₂H₂, C₂H4, CH4 and NH3) โดยวิธีเดนซิตีฟังก์ชันนัล พลังงานการดูดซับของสารประกอบดังกล่าวบน ZrO₂–NP คำนวณโดยวิธี B3LYP และ M06–2X การหาโครงสร้างวัสดุนาโนเซอร์โคเนียที่ถูกโด๊ปด้วยอะตอมเดี่ยวของโลหะแทรนซิชัน M (M–ZrO₂–NP) ได้แก่การโด๊ปด้วยธาตุ Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu และ Zn รวมถึงการหาค่าพลังงานแถบของสารประกอบดังกล่าว และการหาโครงสร้างการดูกซับก๊าซไฮโดรเจนบน M–ZrO₂–NP โดยวิธี B3LYP การแนะนำอย่างเป็นไปได้ว่า Cu–ZrO₂–NP เป็นวัสดุที่ใช้ในการตรวจวัดก๊าซไฮโดรเจนได้
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58533
Type: Technical Report
Appears in Collections:Sci - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Vithaya Ru_b21470716.pdf1.39 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.