C/BN纳米管吸附稀有气体第一性原理计算

发布时间：2020-12-03 17:14

　　基于第一性原理方法,对碳纳米管和氮化硼纳米管吸附稀有气体原子的特性进行了计算,其中对碳纳米管管壁外的4个吸附位置和氮化硼纳米管外的5个吸附位置分别进行了考查,然后对碳纳米管进行B、N原子取代掺杂修饰。并对稀有气体吸附的特性进行了研究。计算过程中,分别采用LDA方法、GGA方法以及GGA下加入van der Waals色散作用的DFT-D2方法,对碳纳米管吸附稀有气体进行了计算,并进行对比。得到的主要结论如下：（1）基于LDA方法对稀有气体原子在CNT上的吸附进行了计算表明稀有气体原子在CNT上的吸附均为放热吸附, Ne的吸附最稳定,对Xe的吸附最差。（2）基于LDA方法的计算表明,B原子掺杂CNT对稀有气体的吸附有积极的作用,而N原子的掺杂却较为不利。（3）基于GGA方法的计算结果与LDA方法的结果有所不同,Ne原子的吸附最稳定,He原子的吸附最差,且吸附能均小于LDA的计算。（4）基于DFT-D2方法的计算结果与LDA和GGA方法的结果均不同,Ne的吸附最稳定,其次为Xe。（5）基于LDA方法的计算表明,Xe原子在氮化硼纳米管（BNNT）上的吸附能为正值,而其他稀有气体原子在BNNT... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２单壁碳纳米管结构（ａ）手扶型（ｂ）裙齿型（Ｃ）手性型??按照类型分类ｔｎｉ，如图１－２为碳纳米管分类示意图，单壁碳纳米管的结??

图３－４吸前，碳纳的电密；（ａ），（ｂ）

?Ａ??图３－５稀有气体吸附前后的能带结构图??图３－５给出了?ＣＮＴ?Ｗ及ＣＮＴ吸附稀有气体原子后的能带结构。对于ＣＮＴ??的能带结构图，在ｒ－Ａ方向（Ｃ轴方向）导带与价带之间存在约０．２５７ｅＶ的带??隙，表明ＳＷＣＮＴ?（４，４）在Ｃ轴方向上为带隙较窄的半导体。从吸附Ｈｅ原子??后的能带结构图看出，Ｈｅ的吸附对ＣＮＴ的能带结构整体影响较小，经计算得??出，吸附Ｈｅ原子时禁带宽度为０．２５６ｅＶ。然而吸附其他稀有气体原子时，费??米面上导带的能带数减小，并且导带整体向下移动，带隙的宽度分别为??０．１９２ｅＶ、０．１９７ｅＶ、０．１９５ｅＶ、０．２０４ｅＶ。表明稀有气体原子的吸附使得带宽有??了不同程度的减小，且对Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ吸附时帯隙的较小量略大于对Ｈｅ??原子的吸附，表明Ｎｅ。Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ原子对碳纳米管的影响要大于Ｈｅ。并且??吸附Ｎｅ原子时帯隙减小

【参考文献】：
期刊论文
[1]氙在活性炭和碳分子筛上的动态吸附性能[J]. 冯淑娟,周崇阳,周国庆,金玉仁.  核化学与放射化学. 2010(05)
[2]水溶液中六价铬在碳纳米管上的吸附[J]. 裘凯栋,黎维彬.  物理化学学报. 2006(12)
[3]Xe原子吸附对GaAs(110)表面重构的影响[J]. 戴佳钰,张栋文,袁建民.  物理学报. 2006(11)
[4]活性炭对85Kr气体的吸附特性研究[J]. 屈国普,凌球,郭兰英,赵立宏,郝欢.  核电子学与探测技术. 2005(03)
[5]苯胺在碳纳米管上的吸附特征[J]. 耿成怀,成荣明,徐学诚,陈奕卫.  化学研究与应用. 2004(05)
[6]碳纳米管对苯胺的吸附行为[J]. 耿成怀,成荣明,徐学诚,陈奕卫.  应用化学. 2004(07)
[7]吸附法净化高温气冷堆He载气中Kr、Xe的研究[J]. 廖翠萍,郑振宏,施福恩,周大森.  核技术. 2001(06)



本文编号：2896454