CO₂和CO分子在五边形石墨烯表面的吸附行为

 

CO ₂ 和CO分子在五边形石墨烯表面的吸附

张灿鹏, 邵志刚

(华南师范大学物理与电信工程学院 )

摘要： 五边形石墨烯具有多种优秀的特性，其较大的比表面积和非直接带隙可能有利于气体分子的吸附。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了两种常见的气体分子CO₂ 和CO在五边形石墨烯表面的吸附行为。根据五边形石墨烯的结构特点，以及CO₂ 和CO的分子形态，CO₂ 总共有四种吸附方式，而CO则有六种吸附方式. 通过计算吸附能、电荷转移、吸附距离、能带间隙、电荷密度和态密度、分波态密度等指标，探究这两种气体分子不同方式的吸附情况。结果表明：气体分子的不同吸附方式对吸附行为有明显的影响；CO₂与CO在基底上最大吸附能的绝对值分别为0.071 3、0.086 7 eV，说明CO比CO₂有更好的吸附效果；由于气体分子与基底之间未能形成化学键，CO₂和CO在五边形石墨烯表明的吸附是比较弱的物理吸附。

关键词： 五边形石墨烯; CO₂; CO; 吸附