电荷掺杂聚苯胺气体传感器的理论研究

• 作者: 黄永祥 刘悦灵 王妤婕 周健 钟欣欣 张干兵
• 来源期刊: 胶体与聚合物
• 关键词: 电荷掺杂聚苯胺 电子转移 HOMO-LUMO能隙 第一激发能
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 21-25
• 页数: 5页
• 分类号: O649.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.13909/j.cnki.1009-1815.2021.01.006

摘要

为了对质子酸掺杂聚苯胺的传感机理进行详细的理论研究,本文设计了电荷掺杂模型来模拟质子酸掺杂聚苯胺气体传感器,运用Uωb97xd和TD-Uωb97xd密度泛函理论方法在6-31G(d,p)基组下从几何结构、电子性质、自然键轨道、HOMO-LUMO能隙和第一激发能等方面对其吸附二氧化碳、甲醇和氨的传感机理进行了探究.结果表明,电荷掺杂导致共轭链失去电子被氧化,表现出一定的导电性,小分子与电荷掺杂聚苯胺之间的电子转移导致了共轭链得到电子被还原,进而表现出导电性的差异.此外,电荷掺杂聚苯胺及其吸附二氧化碳、甲醇和氨的复合物外推到无限长链时HOMO-LUMO能隙分别为2.0233 eV、2.2458 eV、2.2552 eV和2.2191 eV,而第一激发能分别为1.1584 eV、1.3312 eV、1.5503 eV和1.6506 eV,进一步确证了质子酸掺杂聚苯胺的氨敏感性.