Zr-Doped h-BN Monolayer: A High-Sensitivity Atmospheric Pollutant-Monitoring Sensor.
Zr-Doped h-BN Monolayer: A High-Sensitivity Atmospheric Pollutant-Monitoring Sensor.
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掺锆 h-BN 单层：高灵敏度大气污染物监测传感器
DOI：
10.3390/s22114103
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发表时间：
2022-05-28
期刊：
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后疫情时代，工业生产逐步恢复，随之而来的空气污染问题备受关注。在这项研究中，锆掺杂的h-BN单层（Zr-BN）被提出作为一种新的气体传感器的空气污染。基于密度泛函理论（DFT），计算并比较了吸附能（埃兹）、几何参数、气体与基底的最短距离（dsub/gas）、态密度（DOS）、电子局域化函数（ELF）、电荷密度差（CDD）、能带结构、带隙能量变化率（ΔEg）和灵敏度（S（SO2 F2、SOF 2、SO2、NO和CO2吸附系统）。结果表明，Zr-BN对上述污染气体具有较强的吸附性和较高的灵敏度，其灵敏度大小顺序为SOF 2> SO2 F2> CO2 > SO2 > NO。因此，本研究为Zr-BN气敏元件的制备提供了理论依据，也为其它气敏元件的开发提供了新的思路和方法。
In the post-epidemic era, industrial production has gradually recovered, and the attendant air pollution problem has attracted much attention. In this study, the Zr-doped h-BN monolayer (Zr-BN) is proposed as a new gas sensor for air pollution. Based on density functional theory (DFT), we calculated and compared the adsorption energies (Eads), geometric parameters, the shortest distance between gas and substrate (dsub/gas), density of states (DOS), electron localization function (ELF), charge density difference (CDD), band structure, band gap energy change rate (ΔEg), and sensitivity (S) of Zr-BN adsorption systems (SO2F2, SOF2, SO2, NO, and CO2 adsorption systems). The results show that Zr-BN had strong adsorption and high sensitivity to the above-mentioned polluted gases, and the sensitivity was in the order of SOF2 > SO2F2 > CO2 > SO2 > NO. Therefore, this study provides a theoretical basis for the preparation of Zr-BN gas sensors and provides new ideas and methods for the development of other gas sensors.
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