辽科大在气体选择吸附研究领域取得进展

近日，辽宁科技大学“能源材料与电化学”辽宁省重点实验室安百钢教授团队利用第一性原理计算方法，报道了金属掺杂的InN单层用于二氧化碳和氮气的单一选择性响应。研究成果以题为“Metal-Decorated InN Monolayer Senses N2 against CO2”在线发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》2023 (15) 12534-44。化学工程学院青年教师陶林博士为论文第一作者，安百钢教授为通讯作者。该研究工作得到了学校人才项目的支持。

选择性差是气体传感器面临的普遍问题。特别是当二元混合气体共吸附时，每种气体的电响应贡献不能被合理的分配。本文以CO2和N2为例，利用密度泛函理论揭示了过渡金属（Fe, Co, Ni, Cu）修饰的InN单层的选择性吸附机理（图1）。结果表明，与纯InN单层相比，Ni修饰提高InN单层的导电性，表现出与N2更强的亲和力。该工作首次强调了态密度在描述电响应上的重要性，Ni修饰的InN单层实现了对N2的单一电响应，消除了CO2的干扰（图2）。此外，d带中心理论解释了Ni原子在气体吸附性能中优于Fe、Co和Cu原子的原因。该研究为揭示气体敏感材料的高选择性机理提供了新的视角。

相关链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c21463  （供稿单位：化工学院 图片来源：化工学院）