cbn纳米管吸附稀有气体第一性原理计算

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1、国内图书分类号0736西南交通大学研究生学位论文C／BN纳米管吸附稀有气体第一性原理计算年级垒Q!呈级姓名湿造蕉申请学位级别理堂亟±专业邂塞查物堡指导教师黄墼塾援二0一五年五月万方数据ClassifiedIndex：0736SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisFIRST．PRn可CIPLECALCULATIONSFOR!H星ADSOI冲TIONOFRAREGASATOMSONC／BNNANOTUBEGrade：2012Candidate：WenShuLongAcademicD

2、egreeAppliedfor：MasterSpeciality：CondensedStatePhysicsSupervisor：HuangZhengMay2015万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以从用影印，缩印或扫描等复印手段保存和汇编本论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密乓：扁本

3、授权书。(请在以上方框内打“4”)学位论文作者签名：萄乱述。茁指导教师签名：茜摩易琶～．，—7‘：√日期：刃虚．6·2≥日期：纱巧年厶日zs-tj万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作声明本人在学位论文中所做的主要工作如下：(1)基于密度泛函理论和LDA方法，计算得到稀有气体在碳纳米管上的吸附能以及能带结构，结果表明不同稀有气体在碳纳米管上的吸附能不尽相同，同一稀有气体原子在不同吸附位吸附稳定性不同。利用电荷密度图，对稀有气体的吸附特异性进行了分析。稀有气体原子在CNT管外的吸附均为放热过程，对吸附有利。(2)B(N)原子掺杂

4、碳纳米管：从能带结构图不难看出，B和N原子的掺杂并没有改变碳纳米管的导电特性，即仍存在带隙，然带隙有所减小。B原子的掺杂对稀有气体的吸附有利，提高吸附的稳定性，且稀有气体原子在CNT-B管外的吸附均为放热吸附。N原子的掺杂对稀有气体的吸附同样均为放热吸附，然吸附能相对于纯碳纳米管和B掺杂的碳纳米管都有所降低，稳定性减弱，即N原子掺杂的碳纳米管对稀有气体的吸附稳定性有相反的影响，对吸附不利。(3)基于GGA方法计算得到：与LDA的计算结果并不相同，Ne原子的吸附最稳定，He原子的吸附最差。对Xe原子的吸附，相对LDA方法吸附能变化

5、最大。而GGA下的vdw．DFT-D2计算碳纳米管对稀有气体的吸附：在每一个吸附位都有E№

6、法，对碳纳米管和氮化硼纳米管吸附稀有气体原子的特性进行了计算，其中对碳纳米管管壁外的4个吸附位置和氮化硼纳米管外的5个吸附位置分别进行了考查，然后对碳纳米管进行B、N原子取代掺杂修饰。并对稀有气体吸附的特性进行了研究。计算过程中，分别采用LDA方法、GGA方法以及GGA下加入vanderWaals色散作用的DFT-D2方法，对碳纳米管吸附稀有气体进行了计算，并进行对比。得到的主要结论如下：(1)基于LDA方法对稀有气体原子在CNT上的吸附进行了计算表明稀有气体原子在CNT上的吸附均为放热吸附，Ne的吸附最稳定，对Xe的吸附最差。

7、(2)基于LDA方法的计算表明，B原子掺杂CNT对稀有气体的吸附有积极的作用，而N原子的掺杂却较为不利。(3)基于GGA方法的计算结果与LDA方法的结果有所不同，Ne原子的吸附最稳定，He原子的吸附最差，且吸附能均小于LDA的计算。(4)基于DFT-D2方法的计算结果与LDA和GGA方法的结果均不同，Ne的吸附最稳定，其次为Xe。(5)基于LDA方法的计算表明，Xe原子在氮化硼纳米管(BNNT)上的吸附能为正值，而其他稀有气体原子在BNNT上的吸附能均为负值。BNNT可作为Xe原子和其他稀有气体原子的吸附分离材料，且每一个吸附位

8、的吸附能顺序均为EA，"

9、I页AbstractInthisthesis，thecharacteristicsofcarbonnanotubes(CNT)andboron