内掺Sc原子的扩展三明治结构graphene-Sc-graphene的几何结构,电子性质和储氢性能研究

• 作者: 万一民 向圆圆 唐春梅 康静 张振俊 朱卫华 邬佳仁
• 来源期刊: 化学学报
• 关键词: 石墨烯 Sc 电子性质 储氢 密度泛函理论
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1189-1195
• 语种: 中文
• DOI: 10.6023/A15050362

摘要

使用密度泛函理论中的广义梯度近似对内掺Sc原子的graphene-Sc-graphene扩展三明治结构的几何结构、电子结构和储氢性能进行计算研究.计算发现:Sc原子位于单层石墨烯中六元环上方的结构具有较大的结合能,但小于固体Sc的内聚能实验值(3.90 eV),然而,当单个Sc原子或者多个Sc原子在双层石墨烯中间与底层相距2(A)时,Sc原子与基底的结合能增加到5 eV以上,远远大于固体Sc的内聚能实验值(3.90 eV),因此相邻的Sc原子可以有效避免成簇.由此可见,三明治结构的形成明显增加了Sc原子与基底的结合强度,该结构可以进一步储氢来满足18电子规则而更加稳定,从而成为理想的新型储氢纳米材料.扩展三明治结构graphcnc-Sc-graphcnc的(2×3)单元中每个Sc原子最多可以吸附2个H2分子,对H2的平均吸附能分别为0.67 eV和0.54 eV,介于物理吸附和化学吸附(0.1～0.8 eV)之间,因此该体系可以实现常温常压下对H2的可逆吸附.由储氢机制分析可知:扩展三明治结构graphene-Sc-graphene主要通过Dewar-Kubas作用进行储氢,形成了π-δ-π型的电子结构.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱卫华	河海大学理学院	54	193	7.0	11.0
2	唐春梅	河海大学理学院	18	22	3.0	3.0
3	张振俊	河海大学理学院	4	4	1.0	2.0
4	向圆圆	河海大学理学院	2	4	1.0	2.0
5	邬佳仁	河海大学理学院	1	4	1.0	1.0
6	万一民	河海大学理学院	1	4	1.0	1.0
7	康静	河海大学理学院	1	4	1.0	1.0