基于缺陷曲率对含有V1～V4空位(5,5)单壁碳纳米管[1+1]和[2+1]加成反应的第一性原理研究
本工作使用GGA-PBE方法研究了H和O在含有V1～V4空位(5,5)单壁碳纳米管[1+1](H/[1+1])和[2+1](O/[2+1])加成反应的结合能、几何和电子结构.基于方向曲率理论提出的缺陷曲率包括原子曲率(KM-def)和键曲率(KD-def)预测了空位缺陷区不同原子和键的加成反应活性.计算结果表明,不管是[1+1]还是[2+1]加成,V1和V3空位缺陷中含有悬空键的C原子化学活性最强,且在[2+1]加成反应中C与O原子形成了羰基;对空位缺陷区其它原子或键,H与(5,5)管V1～V4空位缺陷区的原子结合能随KMM-def的增大而增大;O加成在大KD-def的C-C键时,C-C键易被打断,形成C-O-C产物结构,且相应的结合能较大;O加成在小KD-def的C-C键时,C-C键未被打断,形成三元环产物结构.H/[1+1]和O/[2+1]加成反应结合能除了主要受曲率的影响,还受到参与反应的C原子在(5,5)管最高占据分子轨道的电荷密度以及分波态密度的影响.这些研究将为含有空位缺陷碳纳米管的表面修饰提供理论依据.
碳纳米管、空位、缺陷曲率、电子结构、加成反应性
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TG1;O4
the Natural Science Foundation of Inner Mongolia2016MS0513;Youth Talent Incubator of Inner Mongolia University of Science and Technology No.2014CY012.项目受内蒙古自然科学基金2016MS0513;内蒙古科技大学青年人才孵化器2014CY012
2017-05-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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