第一性原理研究氧氣分子在石墨烯表面的吸附和解離.pdf_第1頁
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1、基于密度泛函理論，本論文主要研究了O2分子在石墨烯表面的吸附和解離。
　　 鋰-空氣電池(Li-air battery)，運(yùn)用石墨烯作電極，展現(xiàn)出了良好的化學(xué)性能，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明石墨烯對(duì)O2分子的還原有一定的催化效果。本文通過第一性原理計(jì)算研究了O2分子在石墨烯表面的物理吸附，O原子在其表面的化學(xué)吸附以及O2分子在其表面的解離路徑。結(jié)果表明，O2分子水平吸附在石墨烯表面，且在O2分子和石墨烯表面之間發(fā)生了電荷轉(zhuǎn)移，致使O2分子

2、中的O-O鍵長(zhǎng)(1.263(A))比真空中O2分子的O-O鍵長(zhǎng)(1.235(A))要長(zhǎng)，這表明石墨烯有利于O2分子的解離。同時(shí)利用爬坡式彈性能帶法(CNEB)模擬了O2分子在石墨烯表面的解離路徑，發(fā)現(xiàn)O2分子在其表面的解離能為2.39eV。該解離能大約是真空中O2分子鍵能(4.30eV)的一半，這表明石墨烯對(duì)O2分子的還原有一定催化效果。同時(shí)，本文還模擬了摻氮(N)石墨烯對(duì)O2分子的吸附情況，結(jié)果表明，當(dāng)O2分子物理吸附在摻氮石墨烯表面

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