羟基石墨烯：氢键网络的动力学
介观与纳米尺度物理
2020-12-30 v1
摘要
采用分子动力学方法，模拟了石墨烯片在经羟基 OH 官能化过程中其表面出现的氢键（HB）网络的动力学。结果表明，当两个 OH 基团共价连接到片层同一侧、且连接于片层价键六边形的相对顶点所对应的碳原子上时，会形成能量上更有利的结构。将 OH 基团连接到价键六边形相对顶点的碳原子上会导致羟基石墨烯 C(OH) 的出现。在平铺于平面基底上的此类片层中，其外表面附着的氧原子形成六方晶格，而羟基基团由于其转动可以以多种方式形成氢键链。从两侧对片层进行修饰会导致形成双侧均具有 HB 网络的羟基石墨烯 C(OH)。对这些片层动力学的模拟表明，其在低温 下的热容随温度升高而单调增加，在 达到最大值，随后单调下降。初始增长源于氢键晶格中取向缺陷的积累，而 时的下降则由晶格的“熔化”解释。对于连接到纳米带外侧的一条 OH 基团链，熔化温度为 K；而对于单侧修饰的石墨烯片 C4(OH)，K；对于双侧修饰的石墨烯片 C(OH)，K。
引用
@article{arxiv.2004.02212,
title = {Hydroxygraphene: dynamics of hydrogen bond networks},
author = {Alexander V. Savin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.02212},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 10 figures