Si改性MoS_(2)对g3环保气体典型分解组分的吸附特性研究
Study on adsorption characteristics of Si-modified MoS_(2)for typical decomposition components of g3 environmental protection gas作者机构：三峡大学电气与新能源学院宜昌443002
出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)
年 卷 期：2023年第40卷第5期
页 面：33-43页
学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
主 题：DFT 吸附 g3环保气体 Si改性MoS_(2)
摘 要：g3(green gas for gird)环保气体(C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合)作为SF_(6)最具潜力的新型环保绝缘替代气体,近几年来受到了广泛关注.通过分析g3气体绝缘组合开关设备中的分解组分来检测局部放电、过热等缺陷故障,对于电力设备运行状态的评估和诊断具有重要作用.本文提出利用Si原子掺杂改性来提高MoS_(2)的气敏和吸附性能,并基于密度泛函理论(DFT)的计算方法,通过吸附能、电荷转移、态密度和局部态密度等参数指标,探究了本征MoS_(2)、Si改性MoS_(2)(Si-MoS_(2))对g3气体典型分解组分—COF_(2)、CF_(4)、CF_(3)CN的吸附气敏机理.分析表明Si原子在MoS_(2)表面具有稳定的掺杂结构,相比本征MoS_(2),Si原子改性之后的MoS_(2)的导电性得到了有效增强;Si-MoS_(2)对COF_(2)、CF_(4)气体表现出强化学吸附作用,对CF_(3)CN为弱物理吸附,吸附强度CF_(4)COF_(2)CF_(3)CN,且在吸附过程中Si-MoS_(2)总是作为电子供体,将电子转移到气体分子;Si改性MoS_(2)对g3气体分解组分具有选择吸附性,为检测CF_(4)、COF_(2)气体的MoS_(2)高性能气敏传感器的研制提供了理论上的基础;研究结果在减少温室气体的排放、提高GIS(Gas Insulated Switchgear)的运行稳定性等方面同样具有重要意义.
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