23149.超臨界co2在溶液法制備石墨烯中的作用的第一性原理研究

1、AthesisdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterThefunctionofsupercriticalC02inthesolutionpreparationofgraphene：FirstprinciplesCalculationsByLiliYuanSupervisor：ProfQiangSunTheoreticalPhysicsSchoolofP

2、hysicsandEngineeringApril2014中文摘要中文摘要石墨烯是一種結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定的、單層二維晶體。優(yōu)越的導(dǎo)電性、驚異的高不透明度性質(zhì)，且在室溫下具有很高的熱導(dǎo)率，這些獨(dú)特的性質(zhì)使石墨烯的應(yīng)用廣泛，已經(jīng)成為了炙手可熱的明星材料。隨著石墨烯應(yīng)用的廣泛深入，它的制備方法也越發(fā)的重要。目前，石墨烯的制備已經(jīng)有了很大的提高。實(shí)驗(yàn)上制備石墨烯的方法很多，廣泛使用的剝離石墨的方法，或者產(chǎn)生的量太少，或者有嚴(yán)重的缺陷，而溶液法制備石墨

3、烯就解決了這兩個(gè)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)上有人通過(guò)插層和剝離石墨，從而得到石墨烯。他們?cè)谘芯康臅r(shí)候運(yùn)用了溶液法制備石墨烯，且把芘甲酸作為“分子楔”。還有實(shí)驗(yàn)利用超臨界C02和芘基衍生物來(lái)制備石墨烯。我們可以看到在溶液法制備石墨烯的過(guò)程中，除了芘基衍生物的作用外，小分子，如H20，超臨界C02也發(fā)揮著不可忽略的作用?；谝陨系姆治雠c考慮，在溶液法制備石墨烯中，小分子所起的作用非同小可，正是這些小分子的輔助作用使石墨更容易剝離，也使分離出來(lái)的石墨烯基本上

4、沒(méi)有缺陷，得到我們想要的完美的石墨烯。本文從理論上研究溶液法制備石墨烯的作用機(jī)制特別是小分子的輔助作用。通過(guò)基于密度泛函理論的第一性原理的計(jì)算，研究了C02分子在單層石墨烯和雙層石墨烯吸附性質(zhì)的不同，得到不管是單層還是雙層石墨烯，C02分子在其的最穩(wěn)定位置都是橋位(B)，接著又研究了C02分子在雙層石墨烯間的擴(kuò)散，發(fā)現(xiàn)C02在每條路徑上的擴(kuò)散都比較容易，所需要克服的勢(shì)壘比較小，這為實(shí)驗(yàn)中利用C02輔助大分子，譬如芘羧酸等，更好地去剝離石