金屬原子催化作用下缺陷石墨烯薄膜的自修復(fù)過程

編號：NMJS07242

篇名：金屬原子催化作用下缺陷石墨烯薄膜的自修復(fù)過程

作者：王路闊 段芳莉

關(guān)鍵詞： 多空位缺陷石墨烯 金屬原子 修復(fù) 分子動力學(xué)模擬

機(jī)構(gòu)： 重慶大學(xué)

摘要： 采用分子動力學(xué)方法,模擬了金屬原子存在條件下缺陷石墨烯的自修復(fù)過程.模擬采用了 Ni 和 Pt 兩種金屬原子作為催化劑,通過改變系統(tǒng)溫度,得到了多組模擬結(jié)果.觀察對比了模擬結(jié)束時獲得的原子構(gòu)型圖,并通過計算修復(fù)過程中石墨烯內(nèi) 5, 6, 7 元環(huán)的數(shù)量變化,研究了不同金屬原子對缺陷石墨烯的催化修復(fù)效果,發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)臏囟?1600 K 和 2000 K)下,與無金屬原子條件下的修復(fù)結(jié)果相比,兩種金屬原子都表現(xiàn)出了一定的催化修復(fù)能力,且 Ni 表現(xiàn)出的催化修復(fù)能力要優(yōu)于 Pt.為了探究其背后的機(jī)理,我們模擬了部分典型的結(jié)構(gòu)演變.發(fā)現(xiàn) Ni 和 Pt 原子分別會導(dǎo)致“環(huán)內(nèi)跳出”和“斷環(huán)”的局部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,并且在不同溫度下均表現(xiàn)出不同程度捕獲碳鏈的能力.此外,觀察了兩種金屬原子在平面內(nèi)外的不同遷移行為,并通過繪制金屬原子的遷移路線,計算其遷移量,進(jìn)一步研究了兩種金屬原子不同的催化修復(fù)機(jī)理.研究結(jié)果有利于認(rèn)識不同金屬原子具有的不同催化修復(fù)效果,理解不同金屬原子的催化作用機(jī)制,有助于針對缺陷石墨烯的修復(fù)選擇合適的催化劑.