单壁碳纳米管储氢的量子理论模型.pdf

《单壁碳纳米管储氢的量子理论模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44拳第5期当代化工Vo1．44．NO．52015年5月ContemporaryChemicalIndustryMay，2015单壁碳纳米管储氢的量子理论模型张帆(沈阳市化工学校，辽宁沈阳110122)摘要：一些研究结果表明，碳纳米管是一种很有前途的储氢材料，并且这已成为纳米材料应用研究中的一项热点内容。尽管在碳纳米管储氢方面已有一些实验结果，但是就其储氢机理的研究还很不深入。在对单壁碳纳米管储氢问题的研究中，提出了碳纳米管的量子理论模型，根据解定态Schr6dinger方程，得出了H：分子沿管的径向穿透几率，从量子隧道贯穿角度，阐述了单壁碳纳米管的储氢机制。关

2、键词：单壁碳纳米管；储氢；量子模型中图分类号：O73；O799文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)05—1071—03StudyonHydrogenStorageModelofSingle—WalledCarbonNanotubesZHANGFan(ShenyangChemicalIndustrySchool，LiaoningShenyang110122，China)Abstract：Carbonnanotubeshavebeenreportedtobeverypromisingmaterialsforstoringhydrogenformsom

3、eresearchfinding，whichhasbeenahotspotinappliedresearchfieldofnanomaterials．Althoughmanyexperimentalresultsforhydrogenstorageincarbonnanotubeshavebeenreported，correspondingtheoreticalinvestigationofadsorptionmechanismshasalmostnotdevelopedanditisdificulttoseethetheoreticalequationofhyd

4、rogenstoragequantityinparticular．Inthispaper,hydrogenstorageincarbonnanotubeswasresearched；themodelofcarbonnanotubeswithquantumtheorywasestablished；bysolvingSchr6dingerequation，theprobabilityofhydrogenmoleculespenetratingtubewallalongradialdirectionwascomputed．Atlast，thehydrogenstorag

5、emechanisminsingle-walledcarbonnanotubeswaselaboratedwithquantumtunnelingtheory．Keywords：Single—walledcarbonnanotubes~Hydrogenstorage；Quantummodel上世纪90年代初，日本电子显微学家Iijima先一步研究碳纳米管储氢问题提供了必要的理论依后发现了多壁碳纳米管(MWCNTs)和单壁碳纳米管据。fSWCNTs)口。由于碳纳米管的物理和化学性能奇异[3-811碳纳米管储氢的量子理论模型，因此，人们对碳纳米管的研究极为重视。自19

6、97年人们开始利用碳纳米管储氢以来，该研究已成为1．1为什么考虑量子效应纳米材料应用研究中的一项热点内容。在这方面有设氢分子相对于管轴的特征角动量为三一，取z一些代表性的研究结果”。氢能是一种洁净的可再轴在管轴线上，特征动量中的动量取能量按自由度生能源，其储量丰富，便于存储和输运，且放热量均分定理中热动能量所对应的结果，特征长度取管大，它的发展有可能带来能源结构的重大改变。的半径，采用Y．Ye等的实验数据，有：1997年，美国可再生能源国家实验室的DillonA．C．r————一kTL：II：—d#／．1H2等人首次报道了碳纳米管储氢实验的研究结果，—：1．245

7、10—3．l2h(1)’‘‘2并认为碳纳米管是迄今唯一可满足国际能源署(IEA)和美国能源部(DOE)设定研究目标的储显然特征角动量，是可以与普朗克常数T1相氢材料，从而在世界范围内引起了广泛关注。尽管比较的，所以量子效应不能忽略，也就是说研究碳在碳纳米管储氢方面已有一些实验结果，但是就其纳米管储氢问题应该用量子理论来解决。另外，由储氢机理的研究还很不深入，特别是储氢量的理论式(17对小直径管，低温时量子效应更显著，公式还难以见有报道。本文根据Hz分子与碳纳米管Q．Wang等的计算机模拟结果也证明了这一点。相互作用势能的计算机模拟结果，提出了碳纳米管1．2量子理论

8、模型的建立