碳纳米管上出乎意料的自发动态氧迁移
材料科学
2021-12-03 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
利用密度泛函理论计算，我们展示了氧官能团在单壁碳纳米管 (SWCNT) 内表面表现出出乎意料的自发动态行为。两类动态氧迁移——羟基迁移与环氧基迁移——通过 C-O 键的断裂/重组反应以及质子转移反应实现。研究表明，该自发动态特性归因于急剧降低的、小于或与热涨落相当的能量势垒。我们还观察到一个具有悬垂 C-O 键的稳定中间态，其允许氧官能团的连续迁移。然而，在 SWCNT 外表面，由于相对较高的能量势垒，氧基团难以自发迁移，且悬垂 C-O 键倾向于转变为更稳定的环氧构型。长程氧迁移（包含三次羟基迁移反应与一次 C-O 键反应）进一步证实了该自发氧迁移。我们的工作为界面上氧官能团的行为提供了新理解，并为设计新型碳基动态材料提供了潜在途径。
引用
@article{arxiv.2105.03885,
title = {Unexpected Spontaneously Dynamic Oxygen Migration on Carbon Nanotubes},
author = {Guangdong Zhu and Zhijing Huang and Liang Zhao and Yusong Tu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03885},
year = {2021}
}