بررسی محاسباتی جذب سطحی ملفالان بر روی سطح نقاط کوانتومی گرافن

محورهای موضوعی : کاربرد شیمی در محیط زیست

محمدرضا جلالی سروستانی ¹ , رویا احمدی ²

1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهر ری، تهران، ایران
2 - گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، یادگار امام خمینی(ره) شهر ری، شهرری، ایران

تاریخ دریافت : 1401/10/23 تاریخ پذیرش : 1401/11/20 تاریخ انتشار : 1401/09/01

کلید واژه: جذب سطحی, نظریه تابعی چگالی, ملفالان, نقاط کوانتومی گرافن, اوربیتالهای طبیعی پیوندی,

چکیده مقاله :

در این مطالعه، برهمکنش ملفالان با نقاط کوانتومی گرافن با استفاده از محاسبات مادون قرمز (IR) و اوربیتال های پیوندی طبیعی (NBO) و اوربیتال های مولکولی مرزی (هومو و لومو) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر منفی انرژی جذب سطحی، تغییرات آنتالپی و تغییرات انرژی آزاد گیبس حاکی از آن بود که جذب سطحی ملفالان بر روی سطح نقاط کوانتومی گرافن گرما ده، خودبخودی و از لحاظ عملی امکان پذیر می‌باشد. پارامترهای ساختاری مانند انرژی اوربیتال های هومو و لومو، گپ انرژی، الکتروفیلیسیته، پتانسیل شیمیایی، سختی شیمیایی، چگالی و انرژی نقطه صفر هم محاسبه شده و موردبحث قرار گرفتند. کاهش چشم گیر گپ انرژی بعد از جذب شدن ملفالان بر روی سطح نقاط کوانتومی گرافن نشان داد که هدایت الکتریکی و خاصیت الکتروکاتالیتیک بعد از برهمکنش جاذب و جذب شونده تقویت شده و از نانو نقاط کوانتومی گرافن می‌توان برای ساخت حسگر الکتروشیمیایی نوین برای شناسایی و تعیین ملفالان استفاده کرد.

چکیده انگلیسی:

In this study, Melphalan interaction with graphene quantum dots was evaluated by infra red (IR), natural bond orbital (NBO) and frontier molecular orbital (FMO) computations. The negative values of adsorption energy, enthalpy changes, Gibbs free energy variations showed melphalan adsorption on the surface of graphene quantum dots is exothermic, spontaneous and experimentally feasible. Structural parameters including the energy of HOMO and LUMO orbitals, bandgap, electrophilicity, chemical potential, chemical hardness, density and zero-point energy were also calculated and discussed. The remarkable decrease in bandgap after the melphalan adsorption on the surface of graphene quantum dots demonstrated that the electrochemical conductivity and electrocatalytic properties increased after adsorbate interaction with the adsorbent and graphene quantum dots can be used for the construction of new electrochemical sensor in order to melphalan detection and quantitation. The remarkable decrease in bandgap after the melphalan adsorption on the surface of graphene quantum dots demonstrated that the electrochemical conductivity and electrocatalytic properties increased after adsorbate interaction with the adsorbent and graphene quantum dots can be used for the construction of new electrochemical sensor in order to melphalan detection and quantitation.