羟基化平板孔中水合钠离子去溶剂化的第一性原理计算

本实验采用第一性原理计算,研究了水合钠离子([Na(H_(2)O)]^(+))在羟基化平板孔中的去溶剂化行为及去溶剂化后的离子与羟基化平板孔之间相互作用的电子性质。结果表明,[Na(H_(2)O)]^(+)在羟基化的平板孔中发生完全去溶剂化及部分去溶剂化的孔径尺寸均增大,其中,完全去溶剂化的孔径尺寸为4.6A,部分去溶剂化的孔径尺寸范围为4.6~4.8A。发生去溶剂化后的孔径尺寸增大后,在孔内所容纳的去溶剂化离子越多,超级电容器的电容量也会越大。对[Na(H_(2)O)]^(+)在羟基化平板孔及平板孔中的扩散性能进行计算,发现羟基的存在并没有阻碍[Na(H_(2)O)]^(+)的扩散。对去溶剂化后的Na^(+)嵌入羟基化平板孔后结构的态密度(DOS)、电子局域化函数(ELF)及电荷差分密度分析表明,去溶剂化后的Na^(+)主要与羟基化平板孔内羟基的氧原子作用而不是与平板孔基面内的碳原子作用。