Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами
The interaction of graphene with fragments of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) has been studied by quantum chemistry methods. Within the frameworks of the density functional theory with B3LYP exchange-correlation functional, 6-31G(d,p) basis set and the Grimme dispersion correction, and the secon...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/701 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-701 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-12-03T12:07:38Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
нанокомпозит графен графеноподібна площина поліхллортрифторетилен метод теорії функціоналу густини кластерне наближення |
| spellingShingle |
нанокомпозит графен графеноподібна площина поліхллортрифторетилен метод теорії функціоналу густини кластерне наближення Hrebelna, Yu. V. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Grebenyuk, A. G. Sementsov, Yu. I. Sigareva, N. V. Makhno, S. M. Kartel, M. T. Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| topic_facet |
nanocomposite graphene graphene-like plane polychlorotrifluoroethylene density functional theory method cluster approximation нанокомпозит графен графеноподібна площина поліхллортрифторетилен метод теорії функціоналу густини кластерне наближення |
| format |
Article |
| author |
Hrebelna, Yu. V. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Grebenyuk, A. G. Sementsov, Yu. I. Sigareva, N. V. Makhno, S. M. Kartel, M. T. |
| author_facet |
Hrebelna, Yu. V. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Grebenyuk, A. G. Sementsov, Yu. I. Sigareva, N. V. Makhno, S. M. Kartel, M. T. |
| author_sort |
Hrebelna, Yu. V. |
| title |
Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_short |
Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_full |
Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_fullStr |
Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_full_unstemmed |
Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_sort |
теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами |
| title_alt |
Theoretical study on the interaction of polychlorotrifluoroethylene fragments with graphene-like planes |
| description |
The interaction of graphene with fragments of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) has been studied by quantum chemistry methods. Within the frameworks of the density functional theory with B3LYP exchange-correlation functional, 6-31G(d,p) basis set and the Grimme dispersion correction, and the second order M?ller-Plesset perturbation theory (MP2), the values of the interaction energy of graphene with polychlorotrifluoroethylene oligomers were calculated and the most probable structures of their intermolecular complexes were optimized. As a graphene model, graphene-like planes (GLP) of different sizes were chosen, namely: С40Н16, С54Н18 and С96Н24.Oligomers of polychlorotrifluoroethylene and graphene-like planes in the formed nanocomposites are located closer to each other than individual polymer links.When comparing the results of calculations by the B3LYP-D3/6-31G(d,p) and MP2/6-31G(d,p) methods, both in the case of interactions of polychlorotrifluoroethylene oligomers with each other and intermolecular complexes of polychlorotrifluoroethylene oligomers and graphene-like planes, it has been found that the second order M?ller-Plesset method is characterized by a larger intermolecular distance and a lower energy of intermolecular interactions compared to the method of the density functional theory with the Grimme dispersion correction, which is explained by the fact that the MP2 method does not fully take into account the relatively small components of dispersion interactions.Analysis of the calculation results using quantum chemistry methods shows that the addition of graphene-like planes to the polychlorotrifluoroethylene polymer leads to an increase in the intermolecular interaction energy, regardless of the calculation method used and the sizes of polychlorotrifluoroethylene oligomers and graphene-like planes. This may indicate greater strength and thermal stability of the nanocomposite based on graphene-like planes with polychlorotrifluoroethylene oligomers.The zero value of the Gibbs free energy ?Greact for the interaction of two dimers with each other is characteristic at 270 K, and the similar value of the interaction of the PCTFE dimer with GLP is at a much higher temperature (420 K). This fact reflects the growth in thermostability of nanocomposites as compared to the polymer itself. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/701 |
| work_keys_str_mv |
AT hrebelnayuv theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT demianenkoem theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT teretsmi theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT grebenyukag theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT sementsovyui theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT sigarevanv theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT makhnosm theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT kartelmt theoreticalstudyontheinteractionofpolychlorotrifluoroethylenefragmentswithgraphenelikeplanes AT hrebelnayuv teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT demianenkoem teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT teretsmi teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT grebenyukag teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT sementsovyui teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT sigarevanv teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT makhnosm teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami AT kartelmt teoretičnedoslídžennâvzaêmodíífragmentívpolíhlortriftoretilenuzgrafenopodíbnimiploŝinami |
| first_indexed |
2025-07-22T19:35:09Z |
| last_indexed |
2025-11-23T02:50:31Z |
| _version_ |
1849658234851295232 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7012023-12-03T12:07:38Z Theoretical study on the interaction of polychlorotrifluoroethylene fragments with graphene-like planes Теоретичне дослідження взаємодії фрагментів поліхлортрифторетилену з графеноподібними площинами Hrebelna, Yu. V. Demianenko, E. M. Terets, M. I. Grebenyuk, A. G. Sementsov, Yu. I. Sigareva, N. V. Makhno, S. M. Kartel, M. T. nanocomposite graphene graphene-like plane polychlorotrifluoroethylene density functional theory method cluster approximation нанокомпозит графен графеноподібна площина поліхллортрифторетилен метод теорії функціоналу густини кластерне наближення The interaction of graphene with fragments of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) has been studied by quantum chemistry methods. Within the frameworks of the density functional theory with B3LYP exchange-correlation functional, 6-31G(d,p) basis set and the Grimme dispersion correction, and the second order M?ller-Plesset perturbation theory (MP2), the values of the interaction energy of graphene with polychlorotrifluoroethylene oligomers were calculated and the most probable structures of their intermolecular complexes were optimized. As a graphene model, graphene-like planes (GLP) of different sizes were chosen, namely: С40Н16, С54Н18 and С96Н24.Oligomers of polychlorotrifluoroethylene and graphene-like planes in the formed nanocomposites are located closer to each other than individual polymer links.When comparing the results of calculations by the B3LYP-D3/6-31G(d,p) and MP2/6-31G(d,p) methods, both in the case of interactions of polychlorotrifluoroethylene oligomers with each other and intermolecular complexes of polychlorotrifluoroethylene oligomers and graphene-like planes, it has been found that the second order M?ller-Plesset method is characterized by a larger intermolecular distance and a lower energy of intermolecular interactions compared to the method of the density functional theory with the Grimme dispersion correction, which is explained by the fact that the MP2 method does not fully take into account the relatively small components of dispersion interactions.Analysis of the calculation results using quantum chemistry methods shows that the addition of graphene-like planes to the polychlorotrifluoroethylene polymer leads to an increase in the intermolecular interaction energy, regardless of the calculation method used and the sizes of polychlorotrifluoroethylene oligomers and graphene-like planes. This may indicate greater strength and thermal stability of the nanocomposite based on graphene-like planes with polychlorotrifluoroethylene oligomers.The zero value of the Gibbs free energy ?Greact for the interaction of two dimers with each other is characteristic at 270 K, and the similar value of the interaction of the PCTFE dimer with GLP is at a much higher temperature (420 K). This fact reflects the growth in thermostability of nanocomposites as compared to the polymer itself. Методами квантової хімії досліджувалась взаємодія графену з фрагментами поліхлортрифторетилену. В межах теорії функціоналу густини з обмінно-кореляційним функціоналом В3LYP, базисним набором 6-31G(d,p) і дисперсійною поправкою Грімме та методом теорії збурень Меллера-Плесета другого порядку (МР2) розраховані величини енергії взаємодії графену з олігомерами поліхлортрифторетилену і оптимізовані найбільш ймовірні структури їхніх міжмолекулярних комплексів. За модель графену було обрано графеноподібні площини різного розміру, а саме: С40Н16, С54Н18 та С96Н24.Олігомери поліхлортрифторетилену і графеноподібних площин у сформованих нанокомпозитах розташовані ближче один до одного, ніж окремі полімерні ланки між собою.Порівнюючи результати розрахунку методами B3LYP-D3/6-31G(d,p) і МР2/6-31G(d,p) як у випадку взаємодій олігомерів поліхлортрифторетилену між собою, так і міжмолекулярних комплексів олігомерів поліхлортрифторетилену і графеноподібних площин, з’ясовано, що для методу Меллера-Плесета другого порядку характерна більша міжмолекулярна відстань і менша енергія міжмолекулярних взаємодій в порівнянні з методом теорії функціонала густини з дисперсійною поправкою Грімме, що пояснюється тим, що в методі МР2 не повністю враховані відносно малі складові дисперсійних взаємодій.Аналіз результатів розрахунку методами квантової хімії свідчить про те, що додавання графеноподібних площин до полімера поліхлортрифторетилену веде до збільшення енергії міжмолекулярної взаємодії незалежно від використаного методу розрахунку і розмірів олігомерів поліхлортрифторетилену та графеноподібних площин. Це може свідчити про більшу міцність і термічну стабільність нанокомпозиту на основі графеноподібних площин з олігомерами поліхлортрифторетилену.Нульове значення вільної енергії Гіббса (?Greact) для взаємодії двох димерів один з одним характерне при 270 К, а аналогічне значення взаємодії димера ПХТФЕ з GLP – при значно вищій температурі (420 К). Цей факт відображає зростання термостабільності нанокомпозитів порівняно з самим полімером. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-11-22 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/701 10.15407/hftp14.04.534 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 4 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 534-545 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 4 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 534-545 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 4 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 534-545 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/701/716 Copyright (c) 2023 Yu. V. Hrebelna, E. M. Demianenko, M. I. Terets, A. G. Grebenyuk, Yu. I. Sementsov, N. V. Sigareva, S. M. Makhno, M. T. Kartel |