掺铷的α-碲：一种有前景的用于稀有气体分离的二维材料

《physica status solidi (b)–– basic solid state physics》：α-Tellurene Doped with Rubidium: A Promising 2D Material for Noble Gas Separation

Rb掺杂α-Te通过第一性原理计算显示具有优异的Xe/Kr分离性能，掺杂后Xe吸附能达-1.533 eV，电荷转移显著，电子结构分析表明Xe与材料存在强杂化，分子动力学模拟证实300 K下材料稳定性及可逆吸附特性，优于传统碳材料，为核废料处理提供新方案。

　　

摘要

本研究利用第一性原理密度泛函理论计算，探讨了掺铷的α-碲（α-Te）作为高性能气体（Xe/Kr）分离材料的潜力。未经掺杂的α-Te与未掺杂的石墨烯和图狄炔相比，具有更优异的吸附能力，其吸附Xe的结合能为-0.274 eV。掺铷显著增强了吸附性能，在T位点上Xe的结合能达到了-1.533 eV，Kr的结合能为-1.444 eV，并伴随着显著的电荷转移（Xe为0.057 e）。电子结构分析显示，费米能级附近存在强烈的杂化现象：Xe在-5 eV处有一个明显的峰，表明其轨道杂化程度更强；而Kr在-6 eV处的相互作用较弱。分子动力学模拟证实了该材料在300 K下的稳定性和可逆性，Xe和Kr的吸附距离分别为约3.9 ?和3.5 ?。这些结果表明，掺铷的α-Te优于传统的碳基材料，为核废料处理中Xe/Kr混合物的分离提供了一种具有前景且高效的方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。