水分子在石墨表面吸附的密度泛函理论研究

摘要

采用分子动力学的密度泛函理论计算了水分子在石墨表面的相互作用。在计算中，采用SIESTACODE分别用原子簇(C6H6，C24H12，C54H18，C96H24)模拟石墨表面，计算单个水分子在石墨表面的吸附能量，以及平衡结构。研究结果表明：水分子与石墨中的C原子形成氢键，不同的水分子在石墨表面的吸附能量不同，随着C原子数量的增加，结合能也有所增加。氧原子到石墨表面的距离随着团簇个数的不同也发生变化。当水分子的氧端靠近石墨表面时，体系存在一个最低能量结构，不论如何改变优化的初始结构，其最终平衡结构均是相同的。