基于密度泛函理论研究掺杂Pd石墨烯吸附O_2及CO

摘要

基于第一性原理的密度泛函理论研究了单个O2和CO气体分子吸附于本征石墨烯和掺杂钯(Pd)的石墨烯的体系,通过石墨烯掺Pd前后气体分子的吸附能、电荷转移及能带和态密度的计算,发现掺Pd后气体分子吸附能和电荷转移显著增大,这是由于Pd的掺杂,在本征石墨烯能带中引入了杂质能级,增强了石墨烯和吸附气体分子间的相互作用;氧化性气体O2和还原性气体CO吸附对石墨烯体系能带结构和态密度的影响明显不同,本征石墨烯吸附O2后,费米能级附近态密度变大,掺Pd后在一定程度变小;吸附还原性的CO后,石墨烯费米能级附近态密度几乎没有改变,表明掺杂Pd不会影响石墨烯对CO的气体灵敏度,但由于CO对石墨烯的吸附能增大,可以提高石墨烯对还原性气体的气敏响应速度.