钯掺杂氮化镓纳米管对变压器油中乙烯气体的吸附特性

为了在线监测油浸式电力变压器的运行状态,基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,研究了一种可用于检测变压器油中溶解气体之一——乙烯(C_(2)H_(4))的掺杂改性氮化镓纳米管(GaNNTs)气敏材料。分别将1~4个Pd原子形成的团簇掺杂于GaNNTs表面上,分析了掺杂改性后的体系对C_(2)H_(4)气体的气敏响应特性,发现Pd原子掺杂在纳米管表面作为吸附活性位点,有效提高了GaNNTs对C_(2)H_(4)气体的吸附性能。基于吸附体系的吸附结构、电荷转移、态密度、能带结构和分子轨道计算,深入分析了掺杂改性GaNNTs对C_(2)H_(4)气体的气敏响应机理,结合脱吸附,对比发现Pd-Ga NNTs对C_(2)H_(4)具有最佳的气敏响应性能。该研究为实验开发用于在线监测C_(2)H_(4)等变压器油中溶解气体的高性能气敏传感器提供理论基础。