งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาทางทฤษฎีในการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาสาหรับปฏิกิริยาการสลายตัวของไนตรัสออกไซด์และปฏิกิริยาการเปลี่ยนเอธิลีนเป็นเอธิลีนออกไซด์ด้วยอนุภาคโลหะเหล็กที่อยู่บนท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ (BNNT) และท่อนาโนคาร์บอน (CNT) ได้แก่ ท่อนาโน FeB@BNNT, FeN@BNNT, FeC@CNT, (Fe-3B)C@CNT และ (Fe-3N)C@CNT จากผลการคานวณด้วยระเบียบวิธี M06-L พบว่า ท่อนาโนทั้งห้าชนิดนี้สามารถดูดซับโมเลกุลไนตรัสออกไซด์ด้วยค่าพลังงานการดูดซับเท่ากับ -13 ถึง -26 kcal/mol ตามด้วยการสลายพันธะ N-O ของไนตรัสออกไซด์ได้ผลิตภัณฑ์เป็นโมเลกุลไนโตรเจนกับหมู่ O-Fe ที่เกาะอยู่บนผิวของท่อนาโน พลังงานกระตุ้นของขั้นตอนนี้มีค่าเท่ากับ 0.4, 5.7, 6.9 และ 27.9 kcal/mol สาหรับ FeN@BNNT, (Fe-3B)C@CNT, FeC@CNT และ FeB@BNNT ตามลาดับ ส่วน (Fe-3N)C@CNT สามารถเกิดปฏิกิริยาได้ทันที หมู่ O-Fe ของท่อนาโนที่เกิดขึ้นนี้สามารถใช้เร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนเอธิลีนเป็นเอธิลีนออกไซด์ได้ งานวิจัยนี้เลือกศึกษาท่อนาโน O-FeC@CNT และ O-FeB@BNNT เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเอธิลีนจะดูดซับบนหมู่ O-Fe ด้วยค่าพลังงานการดูดซับประมาณ -8 ถึง -15 kcal/mol หลังจากนั้นปฏิกิริยาจะเกิดผ่านกลไกแบบสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะ O-C จานวน 2 พันธะ ขั้นกาหนดอัตราของปฏิกิริยานี้คือ การเกิดพันธะ O-C พันธะแรกและใช้พลังงานกระตุ้นเท่ากับ 4.0 และ 20.9 kcal/mol สาหรับท่อนาโน O-FeB@BNNT และ O-FeC@CNT ตามลาดับ ผลการศึกษาสรุปได้ว่า ท่อนาโนที่มีการปรับปรุงโครงสร้างด้วยอะตอมเหล็กสามารถเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของไนตรัสออกไซด์ได้ดีกว่าท่อที่ไม่มีอะตอมเหล็ก โดยเฉพาะท่อนาโน FeN@BNNT และ (Fe-3N)C@CNT ส่วนท่อนาโน O-FeB@BNNT คาดว่าจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพมากในการเปลี่ยนเอธิลีนเป็นเอธิลีนออกไซด์ This study is directed at investigating the mechanisms and energetics of the nitrous oxide (N2O) decomposition and the ethylene epoxidation on Fe-doped (5,5)-armchair boron nitride nanotubes (BNNTs) and carbon nanotubes (CNTs). All calculations were employed at the M06-L level of theory. The pristine BNNT and CNT were modified by Fe-substitution at the C atom of CNT yielding FeC@CNT and at the B and N atoms, in the case of BNNT, for the formation of FeB@BNNT and FeN@BNNT, respectively. In addition, three C atoms bonded to Fe atom of FeC@CNT were also replaced by B and N atoms giving (Fe-3B)C@CNT and (Fe-3N)C@CNT, respectively. For nitrous oxide decomposition, these nanotubes adsorb N2O with the adsorption energies of -13 to -26 kcal/mol. Then the N-O bond of N2O is broken yielding the N2 molecule and the oxo-iron (O-Fe) group supported on the nanotubes as the products. The activation energies of this step are calculated to be 0.4, 5.7, 6.9 and 27.9 kcal/mol for FeN@BNNT, (Fe-3B)C@CNT, FeC@CNT and FeB@BNNT, respectively, while it is barrierless for (Fe-3N)C@CNT case. Furthermore, the Fe-O group can oxidize ethylene into ethylene oxide. Two nanotubes, O-FeB@BNNT and O-FeC@CNT, are determined as the catalysts. The energies of ethylene adsorbed on the O-Fe site are in the range of -8 to -15 kcal/mol. The ethylene epoxidation occurs via two-step mechanism involving two O-C bond formations. The first step is considered as the rate-determining step with the activation energy of 4.0 and 20.9 kcal/mol for O-FeB@BNNT and O-FeC@CNT, respectively. The results reveal that the Fe-doped nanotubes are suitable materials for decomposing N2O, especially FeN@BNNT and (Fe-3N)C@CNT, while O-FeB@BNNT is expected to be a potential catalyst for the ethylene epoxidation.