@PHDTHESIS{ 2023:1303466812, title = {Teoria do funcional da densidade aplicada ao estudo da interação entre nanogaiolas B12 N12 puras e dopadas com cobre e níquel com os gases tóxicos CO e CNCl}, year = {2023}, url = "https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5253", abstract = "Esta tese apresenta um estudo da adsorção de CO e CNCl em superfícies de B12N12 puras e dopadas com cobre e níquel usando cálculos baseados na teoria do funcional da densidade. Primeiramente, a partir da revisão sistemática da literatura, inferiu-se que uma nanogaiola B12N12 pode interagir seletivamente os gases O3, HNO, NO, CO, CNCl e CNF. Já a nanogaiola B12N12 modificada com metal pode interagir com uma gama mais ampla de gases, como CO, NH3, PH3, AsH3, SO2, O3, COCl2, NCCN e CNCl. No entanto, poucos estudos têm discutido os efeitos de gases interferentes presentes na atmosfera e/ou incorporação de diferentes modificações estruturais na nanogaiola. Em segundo lugar, observou-se que: i) o aumento do campo elétrico (⃗EF⃗⃗⃗⃗ ) no sentido negativo favoreceu a adsorção do gás CO, enquanto o aumento do ⃗EF⃗⃗⃗⃗ no sentido positivo favoreceu a dessorção da molécula de CO no B12N12; ii) o aumento no ⃗EF⃗⃗⃗⃗ de -0,514 para +0,514 V/Å, resultou em aumento da sensibilidade, para os funcionais B3LYP e B97D; iii) o funcional com correção de dispersão (B97D) descreveu melhor o sistema B12N12–CO, em função da aplicação do campo elétrico. Assim, demonstrou-se a capacidade de B12N12 como um sensor para potenciais aplicações na detecção de CO sob um ⃗EF⃗⃗⃗⃗ . Em terceiro lugar, verificou-se que o desempenho da adsorção do gás é melhorado devido à introdução do átomo de Cu no B12N12, mas a interação entre CO e nanogaiolas de B12N11Cu, Cu@B12N12, Cu@b64 e Cu@b66 é forte, limitando as aplicações para a detecção de gases. Particularmente, o sistema CuB11N12 apresenta uma energia de adsorção moderada (Eads = -0,6 eV) e alta sensibilidade eletrônica (ΔEgap = 81,6%) em relação ao gás CO, em comparação com outros sistemas modificados. Constatou-se, ainda, que o CuB11N12 apresentou baixo tempo de recuperação (14 ms) e alta seletividade para detecção de CO, configurando-se como um material superior para aplicações envolvendo a detecção seletiva de gás CO. Por fim, observou- se que a molécula de CNCl adsorve quimicamente em todas as nanogaiolas MB11N12 (M = Fe– Zn), porém uma interação mais forte ocorreu nas nanogaiolas FeB11N12 e CoB11N12, uma interação moderada ocorreu nas superfícies B12N12, NiB11N12, CuB11N12 e ZnB11N12 (doação σ sendo mais eficaz do que retrodoação π). No entanto, as nanogaiolas NiB11N12 e CuB11N12 apresentaram os maiores valores de ΔEgap (79,31% e 87,50%, respectivamente) para a adsorção do gás CNCl. Ademais, com base na análise de desempenho e na comparação com resultados anteriores relatados na literatura, demonstrou-se que as nanogaiolas de NiB11N12 e CuB11N12 constituem-se como materiais superiores para aplicação na detecção do gás tóxico CNCl.", publisher = {Universidade Federal do Maranhão}, scholl = {PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO DOUTORADO EM QUÍMICA}, note = {DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET} }