钴修饰单壁碳纳米管的贮氢性能  

Hydrogen adsorption of Co-decorated (5,5) single-walled carbon nanotube

作　　者：高钦翔[1] 黄海深[1] 吴波[1] 冯雨[2] 

机构地区：[1]遵义师范学院物理与机电工程学院,遵义563002 [2]西南大学物理科学与技术学院,重庆400715

出　　处：《原子与分子物理学报》2017年第1期55-60,共6页Journal of Atomic and Molecular Physics

基　　金：国家自然科学研究基金(11304410);贵州省科技厅项目(黔科合J字LKZS[2012]03号;黔科合J字[2014]2170号);贵州省重点学科-物理学(黔学位办[2013]18号);贵州省联合基金项目(黔科合J字LKZS[2012]01号和黔科合LH字[2015]7025号)

摘　　要：本文利用密度泛函理论中的广义梯度近似系统地研究了Co原子修饰的(5,5)单壁碳纳米管(SWCNT)的贮氢性能.结果表明:Co原子以桥位的形式吸附于(5,5)SWCNT表面能量最低,在Co原子周围可以吸附3个完整的氢分子,Co原子的修饰提高了(5,5)SWCNT对氢分子的吸附能力.态密度图显示(5,5)SWCNT具有金属性,磁矩为0,Co-SWCNT和Co-SWCNT·n H_2(n=1-3)的磁矩为1μB,氢分子的吸附未改变体系的磁性.Co-SWCNT·3H_2的氢分子平均吸附能为0.51 e V,适中的吸附能有利于常温常压下实现可逆贮氢.A comprehensive density functional theory （DFT） study of hydrogen molecules interaction with Co - decorated （5,5） single -walled carbon nanotube （SWCNT） was carried out. The most favorable position for Co adsorption on （5,5） SWCNT is the bridge site, and the Co atom can bind up to three HE molecules. Hydrogen adsorption energy in Co - decorated SWCNT is improved compared to that of pristine nanotube. The DOS curve shows that the （5,5） SWCNT is metallic and the magnetic moment obtained is zero, indicating an antiferromagnetic behavior. The Co - SWCNT and Co - SWCNT ·nH2 （ n = 1 - 3） systems have a magnetic moment of 1μB- The average binding energy of the n2 molecules in Co- SWCNT · 3H2 is 0. 51 eV, which would allow storage and discharge to be cycled under ambient conditions.

关 键 词：单壁碳纳米管 储氢性能 过渡金属 

分 类 号：O561[理学—原子与分子物理]