Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Najafi chermahini,Hossein Farrokhpour
علیرضا نجفی چرمهینی (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Abbas Zeinodini chirmani
عباس زیندینی چیرمانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Theoretical study of the adsorption of the tautomers of 5-amino tetrazole on (001) and (101) surfaces of anatase and the effect of the surfaces on the electronic properties of the tautomers
Generally, two aims are followed in this thesis. The first aim is the theoretical study of the behavior of the stable tautomers of 5-aminotetrazole in adsorption on the (001) and (101) surfaces of the anatase (TiO 2 ). For this purpose, three tautomers (1HAT, 2HAT and HIMN) which are stable in the gas phase and solution were placed on the selected surfaces and the structures were optimized at the density functional theory (DFT) using DMol3 software. It was observed that the adsorption of the tautomers on the surfaces could be occurred chemically which means that the interaction between the tautomers and surface is stable. The adsorption energies were calculated by subtracting the energy of the total system from the energy of the isolated fragments in the gas phase. In addition, the effect of interaction on the energy band gap was also studied. The results showed that the adsorption of 1HAT and 2HAT on the (001) surface and HIMN on (101) surface reduces the band gap of TiO 2 . This was caused that the conductivity of TiO 2 surface and its photocatalytic activities increased. Similar studies were performed in the solvent (acetonitrile) to show the effect of solvent on the adsorption energies of tautomers. It was abserved that the adsorption energy and the energy band gap decreases in the presence of solvent. The second aim of this work was the study of the effect of the surfaces on the electronic structure of tautomers. For this purpose, a two layer ONIOM system considering tautomer as the high layer and the surface as low layer was selected. Time-dependent density functional theory (TD-DFT) was used for calculating the absorption spectra of tautomers. In addition, the IR spectra of the tautomers interacting with the surfaces were calculated.
در این پایان نامه دو هدف کلی دنبال می شود، در هدف اول به کمک روش DFT در نرم افزار DMol3 به همراه بهینه سازی کامل ساختار، بررسی رفتار جذب تاتومرهای 5-آمینو تترازول روی سطح نانوذرات TiO 2 انجام شده است. سه تاتومر 1HAT، 2HAT و HIMN که در فاز گازی و محلول پایدارند از جهت های مختلف روی دو سطح (001) و (101) تیتانیم دی اکسید قرار داده شدند. نتایج نشان می دهند که جذب سه تاتومر در فاز گازی روی TiO 2 می تواند به صورت شیمیایی رخ دهد که این بدین معناست که برهمکنش بین سطح و تاتومر پایدار است. انرژی های مربوط به جذب تاتومر روی سطح نیز محاسبه شده است که نشان می دهد در تمامی حالت ها آنتالپی به مقدار قابل توجهی کاهش یافته است. از سوی دیگر، جذب دو تاتومر 1HAT و 2HAT روی سطح (001) و HIMN روی سطح (101) باعث کاهش گاف انرژی TiO 2 و در نتیجه باعث افزایش رسانایی تیتانیم دی اکسید و افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی آن می شود. بررسی ها در حضور مولکول های حلال استونیتریل نیز نشان می دهند که آنتالپی کاهش می یابد و گاف انرژی نیز تحت تاثیر حلال اندکی کاهش می یابد. در هدف دوم با استفاده از دو لایه ای کردن سیستم (روش ONIOM) و استفاده از روش DFT برای تاتومر در نرم افزار گوسین اثرات TiO 2 بر روی خواص الکترونی 5-آمینو تترازول بررسی شد. در این قسمت که طیف جذبی و IR از تاتومر جذب شده بر روی سطح گرفته شد، هدف نهایی این است که آیا می توان این طیف ها را به عنوان ابزاری برای تشخیص جهت و چگونگی برهمکنش تاتومر با سطح استفاده کرد؟ نتایج نشان می دهند که طیف تاتومرها در هر یک از حالت های برهمکنش یافته دارای پیک های خاص و متفاوتی هستند، بنابراین از آن ها می توان چگونگی برهمکنش سطح و تاتومر را تشخیص داد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی