Adsorption of Phosgene Gas on Pristine and Copper-Decorated B12N12 Nanocages: A Comparative DFT Study

纳米笼 吸附 密度泛函理论 光气 材料科学 偶极子 物理化学 计算化学 化学 无机化学 有机化学 冶金 催化作用
作者
Shahid Hussain,Riaz Hussain,Muhammad Yasir Mehboob,Shahzad Ali Shahid Chatha,Abdullah Ijaz Hussain,Ali Umar,Muhammad Usman Khan,Mahmood Ahmed,Muhammad Adnan,Khurshid Ayub
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:5 (13): 7641-7650 被引量:149
标识
DOI:10.1021/acsomega.0c00507
摘要

Nanostructured gas sensors find diverse applications in environmental and agricultural monitoring. Herein, adsorption of phosgene (COCl2) on pure and copper-decorated B12N12 (Cu–BN) is analyzed through density functional theory (DFT) calculations. Adsorption of copper on B12N12 results in two optimized geometries, named Cu@b66 and Cu@b64, with adsorption energies of −193.81 and −198.45 kJ/mol, respectively. The adsorption/interaction energies of COCl2 on pure BN nanocages are −9.30, −6.90, and −3.70 kJ/mol in G1, G2, and G3 geometries, respectively, whereas the interaction energies of COCl2 on copper-decorated BN are −1.66 and −16.95 kJ/mol for B1 and B2, respectively. To examine the changes in the properties of pure and Cu–BN nanocages, geometric parameters, dipole moment, QNBO, frontier molecular orbitals, and partial density of states (PDOS) are analyzed to comprehensively illustrate the interaction mechanism. The results of these parameters reveal that COCl2 binds more strongly onto copper-doped BN nanocages. Moreover, a higher charge separation is observed in COCl2–Cu–BN geometries as compared to copper-decorated BN geometries. Therefore, these nanocages may be considered as potential candidates for application in phosgene sensors.

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