对于SF6分解气体的金属氧化物异质连接材料的气体传感性能:一个DFT研究
Tingting Zeng1, Donglin Ma1, Yingang Gui2
1College of Physics and Engineering, Chengdu Normal University, Chengdu 611130, China.
International journal of molecular sciences
|August 10, 2024
概括
这项研究探讨了In2O3-ZnO和TiO2-ZnO的异构连接,用于检测硫化 (SF6) 分解气体. In2O3-ZnO异质连接显示出对SF6副产品的优越电导率和气体感应性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学计算化学
- 环境监测 环境监测
背景情况:
- 气体绝缘系统 (GIS) 设备的在线监控依赖于检测硫六化物 (SF6) 分解气体.
- 金属氧化物异质连接是这种应用的有希望的气体感应材料.
研究的目的:
- 通过密度函数理论 (DFT) 分析In2O3-ZnO和TiO2-ZnO异质连接的结构和电性能.
- 为了研究这些异质连接对关键SF6分解气体的气体感应性能:H2S,SO2,SOF2和SO2F2.2.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来优化异质连接结构和分析电子性质.
- 计算包括吸附能量,电荷转移,状态密度,电荷差密度和边界分子轨道.
- 在In2O3-ZnO和TiO2-ZnO异质连接表面上进行了气体吸附模拟.
主要成果:
- 在In2O3-ZnO和TiO2-ZnO两种异构连接中,与它们的单个组件相比,它们的电导率都提高了.
- 在In2O3-ZnO异质连接中,电导率高于TiO2-ZnO异质连接.
- 对于In2O3-ZnO,气体吸附诱导导电导率的变化顺序为:H2S > SO2F2 > SOF2 > SO2.2. 对于TiO2-ZnO,H2S和SOF2增加了导电能力,而SO2和SO2F2则降低了导电能力.
结论:
- 由于其增强的导电性和特定反应,In2O3-ZnO异构连接具有作为SF6分解产品的气体感应材料的优越潜力.
- DFT计算提供了有关金属氧化物异质连接的气体感应机制的结构性质关系的宝贵见解.
