Performance da adsorção de CO no grafenileno inorgânico à base de SiC dopado com Fe, Co e Mn

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Martins, Nicolas Ferreira [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Materiais 2D; SiC; Dopagem; Sensor; DFT; 2D Materials; Doping
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/257022

Desde a descoberta do grafeno em 2004, o universo dos materiais bidimensionais (2D) tem se ampliado e se estabelecido como uma alternativa no que tange aplicações em novas tecnologias. Neste sentido, o uso de simulações computacionais tem auxiliado experimentalistas e pode fornecer novos dados a respeito de um material ou até mesmo prever novas estruturas 2D. Na busca de novos materiais 2D, estruturas porosas do tipo grafenileno (GP) possuem grande destaque devido sua arquitetura formada por rede de anéis dodecagonais, hexagonais e quadrados. Recentemente, o análogo do GP à base de carbeto de silício (IGP-SiC), foi proposto teoricamente, onde se demostrou sua potencialidade como suporte anódico em baterias de sódio e no armazenamento de hidrogênio, entretanto outras possíveis aplicações associadas a este novo material ainda não foram exploradas. Atentando-se a tal questão, o presente trabalho busca explorar de forma inédita a dopagem com metais de transição (MT = Fe, Co e Mn) no IGP-SiC por meio de simulações baseadas na teoria do funcional da densidade (DFT), avaliando as propriedades estruturais, eletrônicas e de densidade eletrônica da dopagem na rede. Além disso, a dopagem do IGP-SiC com Fe, Mn e Co é investigada relacionada com a adsorção de CO, avaliando sua possível aplicação sensora. Neste sentido, cálculos de energia de adsorção, tempos de recuperação, transferência de carga, função trabalho e análise da densidade de estados foram realizados a fim de compreender a possível performance das folhas de MT-IGP-SiC como sensores. A abordagem com múltipla adsorção de CO também foi proposta, de modo a investigar a influência do sítio ativo de MT quando há a introdução de n unidades de CO. Simulações de dinâmica molecular ab-initio (AIMD) também foram realizadas para demostrar a estabilidade térmica dos sistemas propostos à temperatura ambiente (300K). Deste modo, esta dissertação busca auxiliar novos estudos a respeito da classe de estruturas porosas do tipo grafenileno, e fornecendo dados a respeito da promissora multifuncionalidade do IGP-SiC dopado com Fe, Mn e Co.