Диоксид кремния как возможный твердый хранитель углекислого газа

  • Заводинский В.Г. Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН, Хабаровск, Россия
УДК: 538.911; 536.422

Аннотация

Квантово-механические расчеты из первых принципов использованы для моделирования гипотетического соединения Si1-xCxO2, которое может быть синтезировано из диоксида кремния в форме β-кристобалита путем частичной замены комплексов SiO2 на молекулы CO2. Моделирование показывает, что соединение Si1-xCxO2 квазиустойчиво, если содержание в нем CO2 не превышает 37 процентов. Рассмотрены также условия стабильности кольцеообразных наночастиц типа Si6-nCnO12 как возможных зародышей для формирования соединения Si1-xCxO2 из молекул SiO2 и CO2.

Ключевые слова: диоксид кремния, углекислый газ, расчеты из первых принципов

Информация об авторе

Виктор Григорьевич Заводинский
д-р физ.-мат. наук, директор Института материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН
e-mail: vzavod@mail.ru

Литература

  1. Iota V., Yoo C.-S., Cynn H. Quartzlike Carbon Dioxide: An Optically Nonlinear Extended Solid at High Pressures and Temperatures // Science. 1999. Vol. 283. P. 1510-1513.
  2. Pressure-Induced Solid Carbonates from Molecular CO$_2$ by Computer Simulation // Science. 1999. Vol. 284. P. 788-790.
  3. Nonmolecular carbon dioxide (CO2) solids // Science. 2000. Vol. 287. P. 11a1-11a3.
  4. A transformation of carbon dioxide to nonmolecular solid at room temperature and high pressure // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 102. P. 053501-0535015.
  5. AAmorphous silica-like carbon dioxide // Nature. 2006. Vol. 441. P. 857-860.
  6. Transition pathway of CO2 crystals under high pressures // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. P. 184101-1841015.
  7. Six-fold coordinated carbon dioxide VI // Nature Materials. 2007. Vol. 6. P. 34-38.
  8. Montoya J.A., Rousseau R., Santoro M., Gorelli F., Scandollo S. Mixed Threefold and Fourfold Carbon Coordination in Compressed CO2 // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 100. P. 163002-1630024.
  9. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1964. Vol. 136. P. B864-B871. %10
  10. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. Vol. 140. P. A1133-A1138.
  11. Pseudopotential theory of cohesion and structure // In: Ehrenreich H., Seitz F., Turnbull D., editors. Solid State Physics, New York: Academic Press. 1970. Vol. 24. P. 38-249.
  12. Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method // Phys. Rev. Lett. 1980. Vol. 45. P. 566-569.
  13. Self interaction correction to density functional approximations for many electron systems // Phys. Rev. B. 1981. Vol. 23. P. 5048-5079.
  14. Accurate and simple density functional for the electronic exchange energy // Phys. Rev. B. 1986. Vol. 33. P. 8800-8802.
  15. General norm-conserving pseudopotentials // Phys. Rev. B. 1989. Vol. 40. P. 2980-2991.
  16. Efficacious form for model pseudopotentials // Phys. Rev. Lett. 1982. Vol. 48. P. 1425-1428.
  17. Ab initio pseudopotentials for electronic structure calculations of poly-atomic systems using density functional theory // Comp. Phys. Commun. 1999. Vol. 119. P. 67-165.
  18. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43. P. 1993-2006.
  19. Влияние кислорода на структуру и электронные свойства нанокластеров кремния Si$_n$ $(n = 5,6,10,18)$ // Физика и техника полупроводников. 2008. Том 42. Вып. 7. С. 817-822.
  20. Quantum-mechanics simulation of carbon nanoclusters and their activities in reactions with molecular oxygen // Comp. Mater. Sci. 2006. Vol. 36. P. 159-165.
  21. Density-functional theory calculations for poly-atomic systems: Electronic structure, static and elastic properties and ab initio molecular dynamics // Comp. Phys. Commun. 1997. Vol. 107. P. 187-238.
Заводинский В.Г. Диоксид кремния как возможный твердый хранитель углекислого газа
Выпуск
Страницы
30-34
Прислано
2010-03-17
Опубликовано
2010-03-22