H_2O分子在石墨烯扶手型边缘吸附的研究

摘要

类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子,石墨烯比石墨具有更大表面积,因此,石墨烯的表面性能被广泛关注.然而较少被关注的是石墨烯边缘C原子的性能.石墨烯边缘C原子由于存在未配对的电子,因此具有更强的反应活性.本文采用了Self-Consistent-Charge Density Functional Tight Binding(SCC-DFTB)方法对H_2O分子在石墨烯扶手型边缘的吸附现象进行了研究.研究发现,石墨烯边缘的峰位C原子具有很好的吸附性,吸附能大约为-0.109～-0.768 eV,明显大于石墨烯表面原子的吸附能(-0.018～-0.047eV).当H_2O分子被吸附时,有电荷转移现象发生,使得H_2O分子极性增强,增加了吸附性能.当H_2O分子中的O原予朝向C原子时,H_2O分子可与两个谷位C原子、两个峰位C原子形成环状物,是没有O-H键分解的吸附中最稳定的结构,有明显的电荷转移现象.