二维AlN对As和Cd吸附行为的第一性原理研究OA

本文采用密度泛函理论的方法深入探究了二维AlN材料对有毒重金属As和Cd的吸附特性和传感潜力.结果发现:相较于Cd,As与二维AlN间有更短的吸附距离和更高的吸附能,表明了一种较强吸附行为.通过对电子态密度的分析,发现As吸附导致As的p轨道与N的p轨道强烈杂化,形成杂化峰,产生了3μB磁矩.相反,Cd吸附体系未见磁矩产生,且电荷转移微乎其微.这些差异化的电子性质变化为As与Cd的选择性检测提供了依据.此外,与其他材料对比,室温下二维AlN单层吸附As和Cd后具有快速恢复时间,同时Cd的吸附能高于已有的材料,表明二维AlN具备良好的可重复使用性,适合作为室温下As和Cd检测的传感材料.因此,本研究不仅揭示了二维AlN对重金属As和Cd的高效选择性传感机制,也为开发低成本、环保的在线重金属监测材料提供了新的理论依据.