Научное информационно-аналитическое издание

ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2017, Том 1, № 2,

с. 108-116

Мониторинг состояния почвы, воздуха, воды

 

УДК 539.217.5:546.28: 544.169                                                      Скачать PDF

DOI: 10.25514/CHS.2017.2.10985

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ГАЗОВ
С ПОВЕРХНОСТЬЮ КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА В ПРИСУТСТВИИ МОЛЕКУЛ ВОДЫ

М. М. Авилова, В. В. Петров*

Южный Федеральный университет, Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения, г. Таганрог, *e-mail: vvp2005@inbox.ru

Поступила в редакцию 2.10.2017 г.

Методом молекулярного моделирования и квантово-химических расчетов проведены исследования возможности взаимодействия неорганических газов с поверхностью кластера полиакрилонитрила (ПАН), модифицированного соединениями кобальта, в присутствии в воздухе молекул воды. Результаты моделирования показали наибольшую вероятность взаимодействия кобальтсодержащего ПАН с молекулами диоксида серы, хлора и углекислого газа. Напротив, была получена низкая вероятность взаимодействия кобальтсодержащего ПАН при наличии молекул воды с молекулами метана и аммиака. Разработанный подход можно использовать при прогнозировании газочувствительных свойств сенсоров газов на основе полиакрилонитрила и других материалов.

Ключевые слова: полиакрилонитрил, квантово-химические расчеты, метод молекулярного моделирования, энергия образования, поверхностный кластер, молекула воды, молекула газа, сенсоры газов.


STUDY OF INTERACTION OF INORGANIC GASES WITH THE SURFACE OF COBALT-CONTAINING POLYACRYLONITRILE IN THE PRESENCE OF WATER MOLECULES

  V. Avilova and V. V. Petrov*

Southern Federal University, Institute of Nanotechnologies, Electronics, and Equipment Engineering, Taganrog, Russia, *e-mail: vvp2005@inbox.ru

Received October 2, 2017

Abstract – Molecular modeling studies and quantum chemical calculations were applied for examining the possibility of interaction of inorganic gases with the surface of a cluster of cobalt-modified polyacrylonitrile (PAN), in the presence of water molecules in air. The simulation results showed the highest probability of interaction of cobalt-containing PAN with molecules of the following gases: sulfur dioxide, chlorine, and carbon dioxide. On the contrary, a low probability of interaction of cobalt-containing PAN in the presence of water molecules with molecules of methane and ammonia was revealed. The developed approach can be used for predicting gas-sensitive properties of gas sensors based on polyacrylonitrile and other materials.

Keywords: polyacrylonitrile, quantum chemical calculations, molecular modeling, formation energy, surface cluster, water molecule, gas molecule, gas sensors.