بررسی محاسباتی جذب سطحی ماده انفجاری 3-پیکریل آمینو-1،2،4-تری آزول بر روی سطح نانومخروط کربنی

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 : 1402/06/11 تاریخ پذیرش : 1402/09/16 تاریخ انتشار : 1402/09/01

کلید واژه: جذب سطحی, نظریه تابعی چگالی, نانو مخروط کربنی, اوربیتالهای طبیعی پیوندی, مواد انفجاری,

چکیده مقاله :

در این مطالعه، برهمکنش ماده انفجاری 3-پیکریل آمینو-1،2،4-تری آزول (PATO) 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 PATO بر روی سطح نانومخروط کربنی 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 PATO بر روی سطح نانو مخروط کربنی نشان داد که میزان واکنش پذیری آن پس از جذب شدن بر روی سطح نانوساختار بهبود چشم گیری یافته و کمپلکس های تشکیل شده میان PATO و نانو مخروط کربنی ممکن است عملکرد بهتری به عنوان یک ماده پیشرانه نوین داشته باشند.

چکیده انگلیسی:

In this study, 3-Picrylamino-1,2,4-triazole interaction with carbon nanocone dots was evaluated by infrared (IR), natural bond orbital (NBO) and frontier molecular orbital (FMO) computations. The negative values of adsorption energy, enthalpy changes, Gibbs free energy variations showed 3-Picrylamino-1,2,4-triazole adsorption on the surface of carbon nanocone 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 3-Picrylamino-1,2,4-triazole adsorption on the surface of carbon nanocone demonstrated that the electrochemical conductivity and electrocatalytic properties increased after adsorbate interaction with the adsorbent and carbon nanocone can be used for construction of new electrochemical sensor in order to 3-Picrylamino-1,2,4-triazole detection and quantitation. In addition, this phenomenon showed 3-Picrylamino-1,2,4-triazole complexes with carbon nanocone can be a more powerful energetic substance than the pure 3-Picrylamino-1,2,4-triazole molecule without the nanostructure.