儲氫材料的性能直接影響環(huán)保能源氫的使用,基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,研究了石墨炔納米管被Li原子修飾后的儲氫性能.結(jié)果表明:由γ相石墨炔片卷曲得到的石墨炔納米管結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高;優(yōu)化結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)單個Li的最穩(wěn)定的修飾位是在單胞石墨炔納米管的乙炔鍵所圍成的十二元環(huán)處;在修飾位上逐步添加氫分子進(jìn)行分析后,得到最大吸附數(shù)為7個氫分子的結(jié)果,吸附氫分子的質(zhì)量比達(dá)到2.34 wt%.這與之前未修飾和用其他原子修飾后的石墨炔納米管吸氫性能相比具有明顯優(yōu)勢,為設(shè)計(jì)和制造儲氫材料提供了有力的理論依據(jù). 

【文章來源】：四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,57(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

(a) α石墨炔片層模型; (b) β石墨炔片層模型; (c) γ石墨炔片層模型

本文計(jì)算了(2,1)-(12,6)管徑的石墨炔納米管的能帶結(jié)構(gòu)如圖2. 從圖2中可以看出石墨炔納米管的導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂位于同一位置, 證明了石墨炔納米管屬于直接帶隙半導(dǎo)體材料, 并且研究不同管徑得出的禁帶平均寬度在0.38～0.63 eV范圍與參考文獻(xiàn)中所述一致[14].為了進(jìn)一步研究石墨炔納米管被修飾后的性能, 選擇建立管徑為zigzag型(2,1)γ相石墨炔管, 該體系包含48個C原子, 如圖3.

為了進(jìn)一步研究石墨炔納米管被修飾后的性能, 選擇建立管徑為zigzag型(2,1)γ相石墨炔管, 該體系包含48個C原子, 如圖3.研究表明氫的有效吸附能選擇在0.13～0.7 eV[11]之間, 吸附能太小則無法吸附氫, 吸附能太大則不利于氫的利用. 定義Li修飾的石墨炔納米管儲存氫的吸附能公式為[15]:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨炔結(jié)構(gòu)及性能的理論研究(英文)[J]. 李會學(xué),王曉峰,李志鋒,潘素娟.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)

博士論文
[1]金屬修飾的納米材料儲氫性能的第一性原理研究[D]. 王玉生.鄭州大學(xué) 2013

碩士論文
[1]新型6,6,12-石墨炔納米管的理論研究[D]. 楊東春.吉林大學(xué) 2017
[2]石墨炔管和石墨烯網(wǎng)眼物理性能的第一性原理研究[D]. 鄧運(yùn)發(fā).湘潭大學(xué) 2013



本文編號：3066252