碳纳米管和石墨烯储氢的分子动力学模拟

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SuperMMX
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氢在自然界中储量丰富,具有燃烧后不污染环境的优点,因而被认为是新型能源的理想候选者。石墨烯是于2004年才被发现能够独立存在的碳质新材料,它是由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构,初步研究结果表明石墨烯是一种优良的储氢材料。 本文的主要工作在于: 1.采用Lennard-Jones势描述碳纳米管内各粒子间的相互作用,利用Linux搭建出适合Lammps运行的系统平台,通过Lammps构建出碳纳米管和石墨烯储氢的分子动力学模拟模型,并模拟了单壁碳纳米管和石墨烯吸附储氢。 2.在温度T=77K、压强P=65atm条件下,对扶手椅型单壁碳纳米管(5,5)、(8,8)、(10,10)、(12,12)吸附储氢过程进行模拟,根据模拟数据,算出上述四种碳纳米管的储氢质量分数均超过5.3wt%,其中扶手椅型单壁碳纳米管(5,5)的吸附量为6.8wt%,达到美国能源部2010年的储氢目标(6wt%)。 3.在温度T=77K、压强为85atm、110atm条件下,采用分子动力学方法对不同层数的石墨烯储氢进行模拟,通过编程计算画出储氢密度曲线,进而标定出吸附距离,并计算出单层和双层石墨烯吸附储氢量分别为5.8wt%和4.Twt%,由于双层的石墨烯密排使得有效比表面积减小,不利于氢气吸附,故储氢量反而比单层石墨烯的小。 4.根据石墨烯储氢模拟结果,对石墨烯储氢的几何特征进行了统计分析,得到吸附在石墨烯表面的氢分子动态分布图,发现氢分子在石墨烯周围的分布规律,即氢分子在石墨烯周围出现分层现象。
其他文献
MgTi2O4和Pr0.5Ca0.5CoO3材料的多晶样品都存在着随着温度的降低在相变温度TMI附近发生突然的金属绝缘体相变的现象,此时电阻率突然增大,同时伴随着直流磁化率的突然下降,比热上
蛋白质是生命的物质基础。蛋白质只有折叠成天然活性态才能实现其生物学功能。蛋白质如何在特定的时间内从氨基酸序列变成具有活性功能的结构是蛋白质折叠的基本问题。利用脉
本文研究了基于波数积分方法的水下声传播建模。  首先,本文从Helmholtz方程开始推导,分别推导了点源以及线源的深度分离的波动方程,比较点源以及线源的深度分离的波动方程可
交通问题已经成为制约社会发展的重要问题之一,对交通流的研究能有效的帮助笔者找到解决交通问题的方法。本文通过计算机模拟的方法研究了交通瓶颈区域交通流的性质。   本
本文通过X射线粉末衍射、热分析和磁性测量等手段对Laves相结构以及CrB结构的稀土金属间化合物Gd(Co1-xMnx)2、Er(Fe1-xMnx)2、GdGa以及TbGa1-xGex(0≤x≤0.4)的晶体结构、磁
本论文主要围绕与ZnO相关的三元系相关系的研究来探索适合ZnO单晶体生长的助熔剂,对于发现的新化合物及结构未知的化合物进行晶体结构解析及性质测试。   通过固相反应和淬
SO2是危害最大的气相污染物之一,是大气中形成酸雨的主要成分。SO2降解过程中会产生SO、SO+自由基,由此可以通过对SO、SO+的监测,来研究SO2的降解过程。 本文采用直流脉冲
主要研究了两方面的内容:(1)平面波展开法研究二维声子晶体能带结构,平面波超元胞法研究二维声子晶体存在点缺陷时的能带结构;(2)时域有限差分方法研究二维声子晶体存在点缺陷、
双色场电离气体产生的太赫兹波段的电磁辐射(太赫兹辐射)具有超宽带、高强度的特点,是当前太赫兹技术研究的热点之一。同时双色场还是强场物理研究中一种简单有效的调控手段。本
氮化亚铜(Cu3N)薄膜低温分解得到的金属铜薄膜具有高的电导率,并且在800 nm附近其光学反射率比Cu3N薄膜的光学反射率高出-40%,这使得Cu3N材料在一次性光记录领域和电子工业领域