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Adsorption mechanism of graphene-like ZnO monolayer towards CO2 molecules: enhanced CO2 capture

机译：石墨烯状ZnO单层对CO2分子的吸附机理：增强的CO2捕获

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This work aims to efficiently capture CO2 on two-dimensional (2D) nanostructures for effective cleaning of our atmosphere and purification of exhausts coming from fuel engines. Here, we have performed extensive first principles calculations based on density functional theory (DFT) to investigate the interaction of CO2 on a recently synthesized ZnO monolayer (ZnO-ML) in its pure, defected and functionalized form. A series of rigorous calculations yielded the most preferential binding configurations of the CO2 gas molecule on a ZnO-ML. It is observed that the substitution of one oxygen atom with boron, carbon and nitrogen on the ZnO monolayer resulted into enhanced CO2 adsorption. Our calculations show an enriched adsorption of CO2 on the ZnO-ML when substituting with foreign atoms like B, C and N. The improved adsorption energy of CO2 on ZnO suggests the ZnO-ML could be a promising candidate for future CO2 capture.
机译：这项工作旨在有效地捕获二维（2D）纳米结构上的CO2，以有效清洁我们的大气并净化燃料发动机产生的废气。在这里，我们已经基于密度泛函理论（DFT）进行了广泛的第一性原理计算，以研究CO2在纯合成，缺陷化和功能化形式的最近合成的ZnO单层（ZnO-ML）上的相互作用。一系列严格的计算得出了ZnO-ML上CO2气体分子的最优先结合构型。观察到，ZnO单层上的一个氧原子被硼，碳和氮取代导致增强的CO2吸附。我们的计算表明，当用B，C和N等外来原子取代时，CO2在ZnO-ML上的富集吸附。提高的CO2在ZnO上的吸附能表明ZnO-ML可能是将来捕获CO2的有希望的候选者。

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