vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 322 Научная статья Original article Статьи Article Диоксид кремния как возможный твердый хранитель углекислого газа Silicon dioxide as possible solid keeper of carbon dioxide Заводинский В.Г. Заводинский Виктор Григорьевич Zavodinsky Viktor G. vzavod@mail.ru

д-р физ.-мат. наук, директор Института материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН

 Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН, ХабаровскInstitute of Materials Science, Khabarovsk Scientific Center, Far Eastern Branch, Russian Academy of Science, Khabarovsk 22 03 2010 1 30 34 17 03 2010 19 03 2010 22 03 2010 Copyright (c) 2010 Заводинский В.Г. 2010 Заводинский В.Г. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Quantum mechanical calculations of the first principles were used for the modelling conjectured compound Sil-xCxO2, which could be synthesized from the silicon dioxide in the form of β-cristobalite by way of partially substitution of SiO2complexes to molecules CO2. The modelling shows, that the compound Sil-xCxO2 is quasi-resistant, if the content of CO2in it doesn't exceed 37 %. The conditions of the stability of ring-shaped nanoparticles, such as Si6-nCnO12, as possible germs for the formation of Sil-xCxO2 compound from molecules SiO2 and CO2 were also examined.

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-xCxO2квазиустойчиво, 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.

 диоксид кремния углекислый газ расчеты из первых принципов silicon dioxide carbon dioxide first-principle calculations 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. Pressure-Induced Solid Carbonates from Molecular CO$_2$ by Computer Simulation // Science. 1999. Vol. 284. P. 788-790. Nonmolecular carbon dioxide (CO2) solids // Science. 2000. Vol. 287. P. 11a1-11a3. A transformation of carbon dioxide to nonmolecular solid at room temperature and high pressure // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 102. P. 053501-0535015. AAmorphous silica-like carbon dioxide // Nature. 2006. Vol. 441. P. 857-860. Transition pathway of CO2 crystals under high pressures // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. P. 184101-1841015. Six-fold coordinated carbon dioxide VI // Nature Materials. 2007. Vol. 6. P. 34-38. 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. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1964. Vol. 136. P. B864-B871. %10 Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. Vol. 140. P. A1133-A1138. 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. Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method // Phys. Rev. Lett. 1980. Vol. 45. P. 566-569. Self interaction correction to density functional approximations for many electron systems // Phys. Rev. B. 1981. Vol. 23. P. 5048-5079. Accurate and simple density functional for the electronic exchange energy // Phys. Rev. B. 1986. Vol. 33. P. 8800-8802. General norm-conserving pseudopotentials // Phys. Rev. B. 1989. Vol. 40. P. 2980-2991. Efficacious form for model pseudopotentials // Phys. Rev. Lett. 1982. Vol. 48. P. 1425-1428. Ab initio pseudopotentials for electronic structure calculations of poly-atomic systems using density functional theory // Comp. Phys. Commun. 1999. Vol. 119. P. 67-165. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43. P. 1993-2006. 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. Quantum-mechanics simulation of carbon nanoclusters and their activities in reactions with molecular oxygen // Comp. Mater. Sci. 2006. Vol. 36. P. 159-165. 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.