點(diǎn)擊石墨烯聯(lián)盟
采用密度泛函理論(dft)計(jì)算方法研究了**團(tuán)(羥基和環(huán)氧基)對(duì)氧化石墨烯與氧化鐵基體界面相互作用的影響。
計(jì)算結(jié)果表明，吸附的**團(tuán)可以提高go與fe2o3基底之間的相互作用強(qiáng)度，結(jié)合能增強(qiáng)的幅度與**團(tuán)的吸附位有關(guān)。對(duì)于位于表面o原子頂部氧化原子相鄰c原子的go/ fe2o3-o模型，結(jié)合能顯著增強(qiáng)，這主要是由于界面c-o共價(jià)鍵的形成。此外，go/ fe2o3-o模型的最大結(jié)合能是gr/ fe2o3-o模型的4倍以上。對(duì)于本文研究的go/fe2o3-o和go/fe2o3-fe模型，go在fe2o3表面發(fā)生物理吸附，結(jié)合能略有提高。該研究有助于更深入地了解石墨烯基涂層材料在氧化鐵表面的防護(hù)性能。
圖1. 研究了(a)fe2o3-fe和(b)fe2o3-o表面的初始結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)。氧化鐵的鐵原子和氧原子分別用紫色和紅色表示。
圖2. gr/fe2o3-fe模型中石墨烯層上四個(gè)具有代表性的**團(tuán)吸附點(diǎn)。c原子、fe原子和o原子分別顯示為灰色、紫色和紅色。吸附位點(diǎn)1、2、3和4上的c原子分別用**、綠色、藍(lán)色和粉色標(biāo)記。
圖3. (a)gr/fe2o3-fe，(b)go-oh-2/fe2o3-fe，(c)go-o-23/fe2o3-fe模型優(yōu)化結(jié)構(gòu)的垂直視圖(上)和橫向視圖(下)。垂直視圖中，fe原子表面頂部的c原子用**標(biāo)記，**團(tuán)的o原子用粉色標(biāo)記。
圖4. (a)gr/fe2o3-fe，(b)go-oh-2/fe2o3-fe，(c)go-o-23/fe2o3-fe模型的電荷密度差(上)及其二維圖(下)。上圖中的fe、o、c和h原子分別以藍(lán)色、紅色、灰色和白色顯示。青色和**表示電子的消耗和積累，等值面值為0.002 e/bohr3。
圖5. gr/fe2o3-fe、go-oh-2/fe2o3-fe和go-o-23/fe2o3-fe模型沿z-方向面平均電荷密度差。左(右)虛線之間的空間表示fe2o3-fe表面和go層之間的界面。
圖6. (a)gr/fe2o3-o，(b)go-oh-2/fe2o3-o，(c)go-oh-3/fe2o3-o模型優(yōu)化結(jié)構(gòu)的垂直視圖(上)和橫向視圖(下)。在垂直視圖中，o原子表面頂部的c原子用**標(biāo)記，**團(tuán)中的o原子用粉色標(biāo)記。
圖7. (a)gr/fe2o3-o，(b)go-oh-2/fe2o3-o，(c)go-oh-3/fe2o3-o模型的電荷密度差。青色和**表示電子的消耗和積累，等值面值為0.003 e/bohr3, fe、o、c和h原子分別顯示為藍(lán)色、紅色、灰色和白色。
圖8. gr/fe2o3-o，go-oh-2/fe2o3-o，go-oh-3/fe2o3-o模型沿z-方向面平均電荷密度差。左(右)虛線之間的空間表示fe2o3-fe表面和go層之間的界面。
圖9. gr/fe2o3-o，go-oh-2/fe2o3-o，go-oh-3/fe2o3-o模型中頂部c原子2p軌道和o原子下方2p軌道的pdos。
相關(guān)研究成果由重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室xia wang等人于2021年發(fā)表在s**face science (https://doi.org/10.1016/j.susc.2021.121982)上。原文：effect of functional groups on the adsorption of graphene oxide on iron oxide s**face。
信息來(lái)源：**【石墨烯研究】
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