23149.超臨界co2在溶液法制備石墨烯中的作用的第一性原理研究

1、AthesisdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterThefunctionofsupercriticalC02inthesolutionpreparationofgraphene：FirstprinciplesCalculationsByLiliYuanSupervisor：ProfQiangSunTheoreticalPhysicsSchoolofP

2、hysicsandEngineeringApril2014中文摘要中文摘要石墨烯是一種結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定的、單層二維晶體。優(yōu)越的導電性、驚異的高不透明度性質(zhì)，且在室溫下具有很高的熱導率，這些獨特的性質(zhì)使石墨烯的應用廣泛，已經(jīng)成為了炙手可熱的明星材料。隨著石墨烯應用的廣泛深入，它的制備方法也越發(fā)的重要。目前，石墨烯的制備已經(jīng)有了很大的提高。實驗上制備石墨烯的方法很多，廣泛使用的剝離石墨的方法，或者產(chǎn)生的量太少，或者有嚴重的缺陷，而溶液法制備石墨

3、烯就解決了這兩個問題。實驗上有人通過插層和剝離石墨，從而得到石墨烯。他們在研究的時候運用了溶液法制備石墨烯，且把芘甲酸作為“分子楔”。還有實驗利用超臨界C02和芘基衍生物來制備石墨烯。我們可以看到在溶液法制備石墨烯的過程中，除了芘基衍生物的作用外，小分子，如H20，超臨界C02也發(fā)揮著不可忽略的作用?；谝陨系姆治雠c考慮，在溶液法制備石墨烯中，小分子所起的作用非同小可，正是這些小分子的輔助作用使石墨更容易剝離，也使分離出來的石墨烯基本上

4、沒有缺陷，得到我們想要的完美的石墨烯。本文從理論上研究溶液法制備石墨烯的作用機制特別是小分子的輔助作用。通過基于密度泛函理論的第一性原理的計算，研究了C02分子在單層石墨烯和雙層石墨烯吸附性質(zhì)的不同，得到不管是單層還是雙層石墨烯，C02分子在其的最穩(wěn)定位置都是橋位(B)，接著又研究了C02分子在雙層石墨烯間的擴散，發(fā)現(xiàn)C02在每條路徑上的擴散都比較容易，所需要克服的勢壘比較小，這為實驗中利用C02輔助大分子，譬如芘羧酸等，更好地去剝離石