钠在石墨烯单个环氧基团上的存储——表面掺杂的作用

由于其独特的物理和化学性质，石墨烯正被视为能源转换与存储应用的一种有前景的材料。在石墨烯上/中引入官能团与掺杂剂是调控其性质的有用策略。为充分挖掘其潜力，需要从原子层面理解其与此类应用中重要物种的相互作用。我们呈现了一项关于钠原子与环氧石墨烯相互作用的 DFT 研究，并分析了该相互作用在硼、氮掺杂下如何变化。我们展示了掺杂剂如何与含氧基团结合改变石墨烯对 Na 的反应性。与非掺杂环氧石墨烯相比，掺杂剂充当环氧基团的吸引子，增强了掺杂氧官能化石墨烯上的钠吸附。此外，通过考虑 Na 与掺杂环氧石墨烯相互作用的热力学，得出结论：此类材料是钠存储应用的良好候选者。因此，我们建议对掺杂碳材料进行可控氧化可促成用于可充电钠离子电池的先进负极材料的发展。