氢分子和水分子与碳纳米材料的结合强度如何？
材料科学
2017-04-05 v1
摘要
分子氢和水与碳纳米材料的相互作用强度与许多应用相关，包括氢存储、水处理和水流。然而，尽管拥有可靠的基准数据来指导实验和验证计算模型非常重要，但氢和水与碳纳米管的精确相互作用能仍然稀缺。在此，我们提供了氢和水单体在典型锯齿形碳纳米管内部和外部的基准固定节点扩散蒙特卡罗相互作用能。DMC相互作用能为分子与碳纳米管的一般相互作用提供了有价值的见解，并且预计对碳纳米管的气体吸收研究尤其相关。此外，我们比较了一系列应该适用于这些系统的密度泛函理论交换相关泛函和力场势。特别地，发现DFT范德华模型的性能存在意想不到的差异。对不同vdW模型之间特殊差异的分析表明，中程相关（约3至5 Å）在碳纳米管内部起着关键作用，并且一些vdW模型对此预测不佳。利用准确的参考信息，这项工作揭示了哪些交换相关泛函和力场对于与碳纳米管相互作用的分子表现良好。这些发现将对未来涉及分子与低维系统相互作用的这些及相关系统的研究具有价值。
引用
@article{arxiv.1702.03007,
title = {How strongly do hydrogen and water molecules stick to carbon nanomaterials?},
author = {Yasmine S. Al-Hamdani and Dario Alfè and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.03007},
year = {2017}
}