為解決碳納米材料如碳納米管（CNT）和石墨烯與金屬接觸界面間的浸潤性差、電荷轉(zhuǎn)移不理想等問題,利用基于密度泛函理論的第一性原理,對(duì)碳納米材料與重金屬（Pt、Au）原子間的交互作用進(jìn)行了模擬計(jì)算。首先對(duì)Pt原子在B/N摻雜端部封閉CNT表面的吸附進(jìn)行了研究,通過分析比較摻雜前后CNT與Pt原子間的吸附距離、吸附能、電荷轉(zhuǎn)移量以及布居數(shù)等,發(fā)現(xiàn)B/N摻雜均能有效提高CNT與Pt原子之間的吸附能,促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移。相比于B摻雜,在CNT端部進(jìn)行N摻雜可以更有效地提高CNT與Pt原子間的交互作用,有助于改善CNT載Pt催化劑的性能。對(duì)石墨烯載Pt催化劑而言,石墨烯與Pt之間的交互作用越強(qiáng),催化劑導(dǎo)電性能越好。為此分析了Pt原子在本征石墨烯/空位缺陷石墨烯表面的吸附特性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)于本征石墨烯而言,在橋位吸附時(shí)石墨烯與Pt原子間吸附能和電荷轉(zhuǎn)移量最大,但是兩者依舊無法形成穩(wěn)定有效的化學(xué)吸附;對(duì)于空位缺陷石墨烯而言,空位缺陷的存在會(huì)引入新的局域態(tài),形成缺電子結(jié)構(gòu),促進(jìn)了Pt原子中的電子向石墨烯轉(zhuǎn)移,增強(qiáng)了石墨烯與Pt界面的電接觸性能和體系穩(wěn)定性。為改善石墨烯載Au催化劑中Au與石墨烯間電荷傳遞弱的問題... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳納米管

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文相鄰碳原子形成 σ 鍵，其中鍵長和鍵角分別為 1.42 和 120°，以構(gòu)成穩(wěn)定的六邊形結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)無限延伸時(shí)，σ 鍵形成 σ 帶。碳原子中未參加雜化的 pz軌道電子在垂直于碳平面的方向上，與鄰近碳原子剩余的 pz軌道電子構(gòu)成大 π 帶，同時(shí)電子可以沿 π 帶自由移動(dòng)，使得石墨烯具有出色的電子輸運(yùn)能力[13]。從幾何結(jié)構(gòu)看，二維石墨烯是構(gòu)建其他碳納米材料的基本單元。如果平面中存在五元環(huán)，就會(huì)使得石墨烯片層彎曲，當(dāng)五元環(huán)個(gè)數(shù)達(dá)到 12 或以上時(shí)就會(huì)完全包裹，形成零維的富勒烯球帽；在前文中我們也提到單層或多層石墨卷曲可形成一維的 CNT；而單層石墨烯不斷堆積可以形成三維石墨，如圖 2 所示[14]。

發(fā)射器徑小、長徑比大、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械力學(xué)和閾值電場(chǎng)強(qiáng)度、較大的場(chǎng)發(fā)射電流密度以為是制作場(chǎng)發(fā)射陰極的理想材料。中電子從陰極電極到 CNT 必須穿過一個(gè)界面?zhèn)�高阻，使電子在接觸界面發(fā)生散射，對(duì)電子 所示[31]。CNT 與陰極金屬電極間接觸電阻的特性被限制[32]。過大的接觸電阻，導(dǎo)致發(fā)射出現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射電流飽和及福勒-諾德海姆（Fow此，如何降低電極與 CNT 之間的接觸電阻，，對(duì)于制作性能更優(yōu)異的 CNT 場(chǎng)發(fā)射器至關(guān)


本文編號(hào)：3106862