Density functional theory (DFT) was used to analyze the effect of (CuO)n, (Ag2O)n (n=1, 2) cluster-doped MoTe2 on the three gases (CO, H2 and CO2) adsorption performance and characteristics. MoTe2 has large bond length and low binding energy, which can simultaneously achieve high sensitivity to target molecules and excellent reversibility at room temperature. By analyzing the modified MoTe2, compared with the initial MoTe2, the reduced energy band structure of band gap, the increased adsorption energy, more charge transfer, and the increased conductivity of DOS, all reflect that the doping of metal oxides enhances the adsorption and sensing performance of MoTe2 for the three gases. The adsorption capacity of CuO-MoTe2 and (Ag2O)2-MoTe2 for the three gases is: CO>H2>CO2, while the adsorption capacity of (CuO)2-MoTe2 and Ag2O-MoTe2 for the three gases is: CO>CO2>H2. Finally, the adsorption effects of the four modifications were compared and feasibility analyzed through molecular orbitals, recovery time, sensitivity and work function, and corresponding conclusions were drawn. The results of this study provide a theoretical basis for detecting dissolved gases in oil generated by partial discharge of converter transformers.

In the environment with high humidity, water will penetrate into the epoxy resin, resulting in the deterioration of the electrical properties and the decreasing resistance for the heat and corrosion. This study aims to utilize styrene grafted Al2O3 to improve the wettability of the epoxy resin surface and reduce the infiltration of water molecules into the epoxy resin interior. Firstly, the effects of doping PS/Al2O3 on the internal structure of epoxy resin and the diffusion process of water molecules within it are analyzed through the method of molecular dynamics (MD). Subsequently, epoxy resin samples with mass fractions of 1%, 3%, and 5% are prepared, followed by testing for hydrophobicity, water absorption, and the quality of surface condensation under different temperature differentials. The results indicate that the PS/Al2O3 and epoxy resin exhibit a strong interaction, reducing the proportion of free volume fraction of epoxy resin, which lowers the diffusion rate of water molecules. To be specific, the nanoparticles capture water molecules by forming hydrogen bonds with them, limiting the displacement of water molecules and reducing the water absorption of the epoxy resin (maximum reduction of 87%). Moreover, the addition of PS/Al2O3 decreases the adhesion energy of the material surface to water molecules, increasing the static contact angle from 103.58 ° to 125.42 °. Additionally, the total weight of condensation droplets on the material surface is reduced (maximum reduction of 26.02%). These findings serve as a reference for modifying epoxy resin materials in hygrothermal environments.

Using 2D materials to detect dissolved gases in transformer oil can effectively evaluate the operating status of power systems. In this study, the Pt and Pd atoms are used to modify InP and GaP monolayers for detecting the target gases (C2H2, C2H4, CH4). The band gaps of modified structures are reduced and became more compact compared to the original substrates. The adsorption characteristics of the target gases on the modified substrates are systematically analyzed through adsorption parameters, DCD and DOS. The adsorption effect of the modified InP monolayers on the target gases is ranked as: C2H2>C2H4>CH4. The adsorption capacity of the modified GaP monolayers to the target gases is: C2H4>C2H2>CH4, however the adsorption capacity of the Pd-GaP/gases system is consistent with that of the modified InP monolayers. The sensitivity and recovery time of every gas adsorption systems are further analyzed. In addition, this study provides a theoretical direction for exploring the application prospects of InP and GaP monolayers in the evaluation of operating conditions of oil-immersed transformers.

In this study, the adsorption behavior of three DGA gases (C2H2, C2H4, and CO) on monolayers of PtSe2 doped with metal clusters Pdn(n=1–3) was investigated using density-functional theory (DFT). The critical influence of the Pd clusters on the sensitivity of PtSe2 gas is revealed by in-depth analysis of the geometrical structure of the adsorption system, DCD, ELF, DOS and band gap. The results show that the detection performance of intrinsic PtSe2 monolayer is poor. However, the doping of Pdn(n=1–3) fundamentally changes the adsorption behavior of PtSe2 on C2H2 and C2H4 from an adsorptive to an exothermic reaction, and endows it with excellent adsorption, desorption, and gas sensitivity properties. In addition, the introduction of external electric field and biaxial strain can significantly change the charge transfer, band gap, and adsorption energy of each adsorption system, which suggests that the Pdn(n=1–3)-PtSe2 monolayer has excellent tunability and can be strain-modulated for gas detection.