隨著科技的進步,人們對于新功能材料的需求與日俱增。碳,作為地球上最豐富的元素之一,其靈活的三種雜化方式,即sp、sp²和sp³,導(dǎo)致了不計其數(shù)的同素異型體。碳材料由于其對環(huán)境友好、輕質(zhì)、高強度,以及令人神往的電學(xué)、光學(xué)特性,受到了人們的倍加青睞,并被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件、光學(xué)器件、電池、儲氫、過濾等領(lǐng)域。碳基納米多孔材料由于其多孔、低質(zhì)量密度、豐富的力學(xué)性能而受到廣泛的關(guān)注,并且在鋰離子電池、超級電容、催化等領(lǐng)域均有應(yīng)用。盡管很多多孔碳材料已經(jīng)被提出并成功制備,但這些遠不能滿足人們的需求。本文,我們設(shè)計了基于石墨烯納米帶的一維和三維多孔碳泡沫,以及二維多孔石墨炔結(jié)構(gòu),并基于第一性原理計算方法揭示這些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)特性及其調(diào)控機理。首先,我們基于zigzag（1,1）碳泡沫,構(gòu)筑多孔碳泡沫納米線,并進行密度泛函理論研究,發(fā)現(xiàn)碳泡沫納米線相對于其體材料穩(wěn)定性更高,其結(jié)構(gòu)形成拓撲表面保護機制;同時,電荷集中在納米線表面形成表面態(tài),引起碳泡沫納米線拓撲保護的金屬性;通過對其表面進行不同方式的氫化,我們發(fā)現(xiàn)表面態(tài)被破壞,從而打開一個0.15-1... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

碳材料的發(fā)展歷程

由石墨烯構(gòu)成富勒烯、碳納米管和石墨的示意圖

圖 1.3 幾種石墨炔構(gòu)型從左到右分別表示 -石墨炔、β-石墨炔、γ-石墨炔、 -石墨炔、6612-石墨炔、R-石墨炔結(jié)構(gòu)，紅色實線表示原胞晶格繼富勒烯、碳納米管和石墨烯這三種標志性的碳納米材料之后，人們相繼研

【參考文獻】：
期刊論文
[1]膨脹石墨對重油和生物體液的吸附—來自中國的研究（英文）[J]. 康飛宇,鄭永平,兆恒,王海寧,王魯寧,沈萬慈,稻垣道夫.  新型炭材料. 2003(03)



本文編號：2963528