铂掺杂单壁碳纳米管对新型环保气体CF3I典型分解产物吸附特性研究

摘要

环保型绝缘气体CF3I会在局部放电下发生分解并生成C2F6、I2、C2F5I、C2F4和CH3I等产物.为此,该文基于密度泛函(OFT)理论,构建和优化了Pt掺杂(8,0)单壁碳纳米管(Pt-SWCNT)及两种典型CF3I局部放电分解产物C2F6和CH3I的分子模型.在此基础上,计算和分析了C2F6和CH3I气体在Pt-SWCNT上的吸附距离、吸附能量、电荷转移量、态密度和前沿分子轨道等吸附特性.研究发现:Pt-SWCNT和C2F6分子间的吸附能及电荷转移量均很小,并且吸附前后的态密度和能隙变化并不明显,表明Pt-SWCNT并不适用于检测C2F6气体.而Pt-SWCNT和CH3I分子之间有着较强的相互作用,并且该吸附以化学吸附为主,吸附CH3I后的能隙显著减小,表明Pt-SWCNT对CH3I气体具有较好的气敏特性.这为环保型气体CF3I在气体绝缘设备中的监测提供理论依据.