Fluorohectorite as a CO2 adsorbent: a DFT and DFTB study.

I denne oppgaven gjøres beregninger med tetthetsfunksjonalteori (DFT) og tetthetsfunksjonalteori tight binding (DFTB) på leirematerialet fluorhektoritt for å finne hvilke kationer som passer best for interkalasjon av CO2. Med DFT blir utvekslingskorrelasjonsfunksjonalen GGA revPBE i den generaliserte gradientapproksimasjonen brukt. Med DFTB er to forskjellige Hamiltonier brukt, SCC-DFTB og GFN1-xTB. Kationene som blir undersøkt er Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Be2, Mg2+, Ca2+, Ba2+ og Ni2+. Resultatene viser at reaksjonenergien øker når kationet er posisjonert over det sekskantede hulrommet og ikke inni. Dette er mulig blant annet når det interkalerte kationet er for stort til å få plass inni det sekskantede hulrommet. Dessuten ligger CO2 oftest parallell til leireoverflaten. Med SCC-DFTB sveller leiren for økende mengder CO2. For kationer i gruppe I er større kationer tettere bundet til CO2. Med GFN1-xTB minker reaksjonsenergien med økende mengder CO2. Samtidig øker også X--O-bind-ingen. Tendensen er at større kationer binder CO2 bedre. Veldig små strekkvibrasjoner for CO2. i GFN1-xTB betyr en større sannsynlighet for at en CO3-gruppe har blitt dannet, spesielt når også C--O-distansen er liten. Dette gjelder i størst grad for Ca-Fh and 2Cs-Fh. Med økende mengder CO2 minker C--O-lengden, noe som betyr at CO2-bindingen svekkes