一种基于石墨炔的新型纳米多孔石墨：第一性原理结构及二氧化碳优先物理吸附
材料科学
2016-10-06 v1
摘要
普遍存在的石墨烯是一种严格的二维材料，因其巨大的比表面积、机械强度以及耐热和耐化学应力性，代表了一个理想的吸附平台。然而，作为体材料的石墨烯倾向于形成不可逆的团聚体，导致三维石墨结构，显著减少了可用于吸附的面积，且没有气体插层的空间。本文介绍了一种由石墨三炔片形成的新型纳米多孔石墨：通过密度泛函理论（DFT）水平的电子结构和分子动力学计算，从理论上评估了其三维结构。研究发现，这种新型层状碳同素异形体几乎与原始石墨一样致密，但二维石墨炔片固有的孔隙率及其相对堆叠方式导致了贯穿材料的纳米通道，其亚纳米尺寸可允许气体物种的扩散和储存。使用纳米通道的分子原型精确确定了孔内CO2、N2、H2O和H2的第一性原理吸附能和焓。所提出的多孔石墨对气体扩散没有显著障碍，并且相对于燃烧前和燃烧后气流中的其他相关组分，对CO2物理吸附表现出很高的倾向性。
引用
@article{arxiv.1610.01313,
title = {A Novel Nanoporous Graphite Based on Graphynes: First Principles Structure and Carbon Dioxide Preferential Physisorption},
author = {Massimiliano Bartolomei and Giacomo Giorgi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.01313},
year = {2016}
}