Charge controlled capture/release of CH4 on Nb2CTx MXene: A first-principles calculation

吸附 甲烷 解吸 电荷(物理) 分子 化学 化学物理 结合能 材料科学 原子物理学 物理化学 物理 有机化学 量子力学
作者
Xiaojing Lv,Shujie Zhang,Junkai Wang,Man Wang,Jingyi Shan,Shuaikang Zhou
出处
期刊:Journal of Molecular Graphics & Modelling [Elsevier BV]
卷期号:110: 108056-108056 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jmgm.2021.108056
摘要

Methane is not only the main cause of coal mine accidents but also a contributor to global warming, meanwhile, it is clean energy. It is necessary to find an advanced material which can capture methane efficiently for its utilization. In this paper, the adsorption of CH4 gas molecules on Nb2CTx(T = O, F, Cl, OH) is studied by first-principles calculation. The results indicate that the adsorption of CH4 on Nb2CTx(T = O, F, Cl, OH) is weak, and the adsorption of CH4 on Nb2C(OH)2 is the best. The calculation results of binding energy and cohesive energy show that Nb2CO2 has the best stability. The adsorption behavior of CH4 on Nb2CO2 under charge control is further studied. With the increase of negative charge state in the system, the adsorption of CH4 on Nb2CO2 is significantly enhanced, from physical adsorption to chemical adsorption; when the charge state of the system is greater than or equal to -2, Nb2CO2 can capture CH4 effectively, and the charges transferred from Nb2CO2 to CH4 mainly come from Nb atom. After the removal of the extra charge, the adsorption of CH4 on Nb2CO2 becomes weak and returns to physical adsorption state; CH4 gas molecules are easy to desorb. Therefore, Nb2CO2 can capture and release CH4 molecules by regulating the charge state of Nb2CO2, and Nb2CO2 is expected to become an excellent candidate material for CH4 capture/release.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
yeyeye完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
believe发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
谢玉婷发布了新的文献求助30
1秒前
正直毛豆发布了新的文献求助20
1秒前
2秒前
111111111发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
踏实的蜜蜂完成签到 ,获得积分10
3秒前
董gg发布了新的文献求助10
3秒前
无足鸟完成签到,获得积分10
4秒前
yeyeye发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
无限的板栗完成签到 ,获得积分10
6秒前
受伤蓝血发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
顾矜应助ricardo采纳,获得10
7秒前
陌未茗完成签到,获得积分10
7秒前
fan051500完成签到,获得积分10
7秒前
李学发布了新的文献求助50
8秒前
xu发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
guyankuan完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
英俊的铭应助Derik采纳,获得10
9秒前
11秒前
Cathy完成签到,获得积分10
11秒前
Nanco发布了新的文献求助20
12秒前
乐观果发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
霞强发布了新的文献求助10
13秒前
ricardo完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
宋66完成签到,获得积分10
14秒前
reai完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6331304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8147707
关于积分的说明 17097716
捐赠科研通 5386950
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2856008
邀请新用户注册赠送积分活动 1833423
关于科研通互助平台的介绍 1684813