封闭单壁碳纳米锥吸附气体性能的研究

采用Lennard-Jones(L-J)12∶6势能和巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了5种锥度的封闭单壁碳纳米锥(SWCNC)对氢气、氖和甲烷(H2,Ne,CH4)的吸附性能。结果显示气体只能从纳米锥开口处进入到锥内部势阱范围且当结合能最小时,吸附于锥表面。此外发现锥与气体的结合能、分子力受锥度、锥体高度等几何因素影响。不同锥度的纳米锥必须保证达到一定高度,使得锥体内外势阱范围、结合能达到一定要求时,吸附量才能达到最优值。其中对于锥度为112.9°的封闭SWCNC,高度分别为1.02nm、0.71nm、1.31nm时才有效吸附H2、Ne、CH4。

封闭单壁碳纳米锥吸附氢性能的模拟计算研究

为了研究封闭单壁碳纳米锥(SWCNC)吸附氢性能,采用雷纳德-琼斯势(L-J)12:6势能模型和巨正则蒙特卡罗方法(GCMC),模拟了5种锥度封闭SWCNC的吸氢过程.在室温高压情况下,顶角分别为112.9°、83.6°、60.0°、38.9°、19.2°,对应高度为0.48、0.65、0.62、0.96、1.28 nm的封闭SWCNC,内部与氢的结合能对应分别为0.187、0.165、0.166、0.148、0.103 e V时,得到最大氢吸附量质量分数分别为5.62%、6.47%、7.56%、6.87%、6.65%.结果表明封闭SWCNC的氢吸附量与结构有较大关系,优于在同等条件下的碳纳米管、富勒烯,在吸附存储方面有一定应用价值.