Теоретическое исследование адсорбции некоторых азолов на поверхности графена

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучена адсорбция 1Н-пиразола, 1Н-имидазола и 1Н-1,2,4-триазола на поверхности однородного графена с помощью теории функционала плотности. Рассчитаны атомные заряды по методу Малликена для индивидуальных азолов, согласно которым электронная структура 1Н-имидазола с выраженным диполем является наиболее благоприятной для адсорбции на поляризуемом графене. Построены кривые потенциалов Леннард-Джонса, из которых найдены значения энтальпий адсорбции азолов. Оценены электронные возмущения, возникающие как изменения электронной плотности в ходе связывания с графеном. Проведено сравнение полученных результатов с литературными данными о характере адсорбции азолов на неполярных сорбентах. Отмечена необходимость учета распределения электронной плотности при объяснении механизма адсорбции на поверхности графена.

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. И. Гриневич

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Author for correspondence.
Email: oksigrinevich@gmail.com
Russian Federation, Москва

А. К. Буряк

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: oksigrinevich@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Arora P., Arora V., Lamba H.S. et al. // IJPSR. 2012. V. 3. No 9. P. 2947.
  2. Östman C.E., Colmsjö A.L. // Fuel. 1988. V. 67. March. P. 396.
  3. Kurbatova S.V., Kharitonova O.V., Finkel’shtein E.E. // Rus. J. of Phys. Chem. A. 2008. V. 82. No 11. P. 1932–1937. https://doi.org/10.1134/S003602440811023X.
  4. Попов М.С., Ульяновский Н.В. // Масс-спектрометрия. 2019. Т. 16. № 3. С. 205. https://doi.org/10.25703/MS.2019.16.36.
  5. Киселев А.В., Полотнюк Е.Б., Щербакова К.Д. // Докл. АН СССР. 1982. Т. 266. С. 892.
  6. Киселев А.В., Пошкус Д.П., Щербакова К.Д. // Журн. физ. химии. 1986. Т. 60. № 6. С. 1329–1343.
  7. Bobyleva M.S., Kiselev A.V., Kulikov N.S. et al. // Adsorption Science & Technology. 1985. V. 2. No 3. P. 165. https://doi.org/10.1177/026361748500200303.
  8. Zhuravleva I.L., Krikunova N.I., Golovnya R.V. // Rus. Chem. Bulletin. 1995. V. 44. No 2. P. 300.
  9. Golovnya R.V., Kuz’menko T.E., Zhuravleva I.L. // Ibid. 1999. V. 48. No 4. P. 726.
  10. Zhuravleva I.L., Kuz’menko T.E. // Ibid. 1999. V. 48. No 10. P. 1931.
  11. Golubović J., Protić A., Zečević M. et al. // Talanta. 2012. V. 100. P. 329–337. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.07.071.
  12. Motta M., Rice J.E. // Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. 2022. V. 12. No 3. https://doi.org/10.1002/wcms.1580.
  13. Tsuneda T. Density Functional Theory in Quantum Chemistry Density Functional Theory in Quantum Chemistry. 1st ed. Tokyo: Springer Tokyo, 2014. https://doi.org/10.1007/978-4-431-54825-6.
  14. Nakada K., Ishii A. // Solid State Communications. 2011. V. 151. No 1. P. 13. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2010.10.036.
  15. Peng B., Chen L., Que C. et al. // Scientific Reports. 2016. V. 6. No 1. P. 31920. https://doi.org/10.1038/srep31920.
  16. Tavassoli Larijani H., Darvish Ganji M., Jahanshahi M. // RSC Advances. 2015. V. 5. No 113. P. 92843–92857. https://doi.org/10.1039/C5RA16683G.
  17. Li B., Ou P., Wei Y. et al. // Materials. 2018. V. 11. No 5. P. 726. https://doi.org/10.3390/ma11050726.
  18. Qin W., Li X., Bian W.-W. et al. // Biomaterials. 2010. V. 31. No 5. P. 1007–1016. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.10.013.
  19. Wuest J.D., Rochefort A. // Chemical Communications. 2010. V. 46. No 17. P. 2923. https://doi.org/10.1039/b926286e.
  20. Voloshina E.N., Mollenhauer D., Chiappisi L. et al. // Chemical Physics Letters. 2011. V. 510. No 4–6. P. 220–223. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2011.05.025.
  21. Grinevich O.I., Volkov V.V., Buryak A.K. // Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry. 2022. V. 24. No 48. P. 29712. https://doi.org/10.1039/d2cp05096j.
  22. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Physical Review Letters. 1996. V. 77. No 18. P. 3865–3868. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.
  23. Perdew J.P., Ruzsinszky A., Csonka G.I. et al. // Ibid.2008. V. 100. No 13. P. 136406. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136406.
  24. Grimme S., Antony J., Ehrlich S. et al. // J. of Chemical Physics. 2010. V. 132. No 15. P. 154104. https://doi.org/10.1063/1.3382344.
  25. VandeVondele J., Hutter J. // Ibid.2007. V. 127. No 11. P. 114105. https://doi.org/10.1063/1.2770708.
  26. Goedecker S., Teter M. // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. 1996. V. 54. No 3. P. 1703–1710. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.1703.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structural formulae of 1H-pyrazole, 1H-imidazole and 1H-1,2,4-triazole.

Download (20KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Malliken total atomic charges for 1H-pyrazole (a), 1H-imidazole (b), 1H-1,2,4-triazole (c).

Download (179KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Lennard-Jones potentials calculated for the case of adsorption of 1H-pyrazole (a), 1H-imidazole (b), and 1H-1,2,4-triazole (c) on the graphene surface.

Download (225KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Three-dimensional graphic images of electronic perturbations in the system ‘X - graphene’, where X: (a) 1H-pyrazole, (b) 1H-imidazole, (c) 1H-1,2,4-triazole. The sign ‘+’ denotes positive perturbations, the sign ‘-’ - negative perturbations.

Download (249KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».