最新碳納米管吸附氫終期實驗報告

1、碳納米管結(jié)構(gòu)及其吸附氫淺析碳納米管結(jié)構(gòu)及其吸附氫淺析學(xué)院學(xué)院: 物理科學(xué)學(xué)院物理科學(xué)學(xué)院指導(dǎo)老師：閻世英指導(dǎo)老師：閻世英組員：祖琳組員：祖琳 潘琳靜潘琳靜 王曉君王曉君 莊村莊村 呂偉呂偉概述 碳納米管的結(jié)構(gòu)及其吸附氫原理簡介 物理吸附和化學(xué)吸附分析比較 碳納米管 分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，它是由石墨分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，它是由石墨烯層片卷成，兩端由富勒烯半球封帽形成，直徑為納米尺度的圓桶。烯層片卷成，兩端由富勒烯半球封帽形成，直徑為納米尺度的圓桶。成六邊形的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)單層石墨烯卷成的碳納米管石墨層中的碳原子的四個價電子只有三個以sp2雜化成鍵，形成六邊的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣，

2、每一個碳原子都有一個未成對電子，這個電子可以和氫原子結(jié)合成鍵，這就決定了cnts對氫氣存在化學(xué)吸附根據(jù)折疊方向不同分類碳納米管吸附氫實際圖示氫氣主要吸附位在碳管表面、單壁碳納米管的中空管腔和管束內(nèi)的間隙孔，cnts較大的比表面積和毛細現(xiàn)象產(chǎn)生物理吸附，增大了氫的吸附面積物理吸附和化學(xué)吸附的分析比較物理吸附和化學(xué)吸附的分析比較依靠范德華力連接氫子和碳原子。 物理吸附：化學(xué)吸附：碳原子剩余一個未成鍵電子，與氫原子結(jié)合雷納德雷納德-瓊斯勢（瓊斯勢（lj）它們是有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的常數(shù)，這樣就可以得出它們是有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的常數(shù)，這樣就可以得出勢能的具體表達式，通過求導(dǎo)使之為零，得出勢能的具體表達式，通過求導(dǎo)使

3、之為零，得出ch之間物理作用的平衡距離，進而可以確定之間物理作用的平衡距離，進而可以確定氫原子相對于碳原子的位置。氫原子相對于碳原子的位置。具有長度量綱，具有能量量綱c-h距離與勢能關(guān)系數(shù)據(jù) 1 0.2000 -31.40820 2 0.2500 -33.70351 3 0.3000 -35.15850 4 0.3500 -36.14092 5 0.4000 -36.82814 6 0.4500 -37.31889 7 0.5000 -37.67411 8 0.5500 -37.93356 9 0.6000 -38.12418 11 0.7000 -38.36795 10 0.6500 -38

4、.26457 12 0.7500 -38.44384 13 0.8000 -38.49914 14 0.8500 -38.53892 15 0.9000 -38.56693 16 0.9500 -38.58599 17 1.0000 -38.59823 18 1.0500 -38.60527 19 1.1000 -38.60838 20 1.1500 -38.60852n 41 2.2000 -38.49140n 42 2.2500 -38.48883n 43 2.3000 -38.48660n 44 2.3500 -38.48465n 45 2.4000 -38.48295n 46 2.45

5、00 -38.48147n 47 2.5000 -38.48017n 48 2.5500 -38.47903n 49 2.6000 -38.47803n 50 2.6500 -38.47715n 51 2.7000 -38.47637n 52 2.7500 -38.47569n 53 2.8000 -38.47508n 54 2.8500 -38.47455n 55 2.9000 -38.47408n 56 2.9500 -38.47366n 57 3.0000 -38.47330n 58 3.0500 -38.47297n 59 3.1000 -38.47268n 60 3.1500 -38

6、.47243 21 1.2000 -38.60644 40 2.1500 -38.49435 22 1.2500 -38.60270 23 1.3000 -38.59775 24 1.3500 -38.59193 25 1.4000 -38.58551 26 1.4500 -38.57868 27 1.5000 -38.57160 28 1.5500 -38.56440 29 1.6000 -38.55716 31 1.7000 -38.54286 30 1.6500 -38.54996 32 1.7500 -38.53591 33 1.8000 -38.52916 34 1.8500 -38

7、.52270 35 1.9000 -38.51663 36 1.9500 -38.51105 37 2.0000 -38.50604 38 2.0500 -38.50161 39 2.1000 -38.49773 r e r e r ec-h勢能距離關(guān)系曲線 平衡距離是1.15埃，平衡勢能是-38.61hartree，換算關(guān)系得平衡勢能為0.142ev 我們已經(jīng)知道氫氣分子中氫鍵的鍵能為4.748ev 由此看出，常溫常壓下，h-h鍵不容易打開去形成c-h鍵，所以，我們可以得出結(jié)論，常溫常壓下，物理吸附占主導(dǎo)地位，但是我們可以改變外界環(huán)境來增強它的儲氫性能增強碳納米管吸附氫的方法增強碳納米管吸附氫的方法 外界環(huán)境（低溫和高壓）外界環(huán)境（低溫和高壓） 改變改變cnt本身本身溫度和壓強對儲氫的影響等壓線等壓線等溫線等溫線綜合兩圖可知，在低溫和高壓的條件下，的儲綜合兩圖可知，在低溫和高壓的條件下，的儲氫能力比較高氫能力比較高加入金屬離子加入金