水通过石墨炔孔隙的穿透势垒：第一性原理预测与力场优化
化学物理
2014-05-13 v2
摘要
石墨炔是一种新型二维碳基材料，由于其纳米网状结构，已被提议用作分子过滤器，特别是用于水净化技术。在这项工作中，我们进行了MP2C理论水平的第一性原理电子结构计算，以评估水与石墨炔、石墨二炔和石墨三炔孔隙之间的相互作用。计算得到的穿透势垒表明，水通过石墨炔的传输不可行，而通过石墨三炔则畅通无阻。然而，对于石墨二炔，其孔径几乎与水的尺寸匹配，发现了一个低势垒，但如果考虑开口另一侧的一个额外水分子的活性氢键，该势垒就会消失。这些结果支持使用石墨三炔作为高效水过滤膜的可能性，但与先前的测定相反，它们并不排除石墨二炔。事实上，相关的第一性原理穿透势垒导致的水渗透概率比使用常用力场估计的概率至少大两个数量级。我们构建了一个新的水-碳非共价相互作用对势，并推荐用于涉及石墨二炔和水的分子动力学模拟。
引用
@article{arxiv.1312.3179,
title = {The penetration barrier of water through graphynes' pores: first-principles predictions and force field optimization},
author = {Massimiliano Bartolomei and Estela Carmona-Novillo and Marta I. Hernández and José Campos-Martínez and Fernando Pirani and Giacomo Giorgi and Koichi Yamashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3179},
year = {2014}
}
备注
The authors no longer want the article to be open-access