O2在Si掺杂石墨烯上吸附与活化

• 作者: 张喜林 徐国亮 杨宗献 程莹洁 薛鹏雁 路战胜
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Si掺杂石墨烯 O2 DFT-D
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 865-869
• 页数: 5页
• 分类号: O469
• 字数: 2802字
• 语种: 中文
• DOI: 103969/j.issn.1000-0364.2015.10.024

摘要

采用包含色散力校正的密度泛函理论方法( DFT-D)研究了O2在Si掺杂石墨烯( Si-Gra)上吸附与活化．研究结果表明：1)与纯净石墨烯相比， Si掺杂极大的增强了石墨烯对O2的吸附能力． O2的最稳定吸附构型是以Side-on 模式吸附在掺杂的Si的顶位，形成O-Si-O三元环．次稳定吸附构型是与Si及近邻的一个C形成O-Si-C-O四元环结构．两个吸附构型对应的吸附能分别为-2．40和-1．93 eV；2) O2有两种分解路径：直接分解路径(势垒为0．53 eV)和整体扩散后的分解路径(势垒为0．81 eV)；3)分解之后的两个O原子分别吸附在Si的顶位和相邻碳环的两个碳原子的桥位；4)电子结构分析表明吸附的O2从Si-Gra获得较多电荷，从而被活化．总之， Si-Gra具有较强的催化氧气还原能力，是一种潜在的良好的非金属氧还原催化剂．