单壁碳纳米管内包合有机小分子(乙炔、乙烯和乙烷)结构的理论研究

【摘要】：采用量子化学密度泛函B3LYP方法计算并对比研究了内包合三种有机小分子(乙炔、乙烯和乙烷)的(5,5)型扶手椅式碳纳米管复合物的结构以及电子性质.研究结果表明,中心掺杂物放在碳纳米管的管轴上的异构体比掺杂物垂直于管轴的异构体稳定;内嵌有机小分子碳纳米管复合物的形成过程为吸热过程;有机小分子的插入会使其HOMO-LUMO能隙变大;并引起碳纳米管直径的轻微加大,以减少碳管张力,其形变程度增大的顺序依次为C2H2C2H4C2H6;外围碳纳米管的存在会使内嵌小分子的C—C和C—H键长受到轻微压缩,对键长的压缩程度按内嵌物依次增大的顺序也为C2H2C2H4C2H6;极微量电荷会从碳管转移到内嵌的有机小分子,且其电荷转移量按内嵌分子依次增大的顺序为C2H2C2H4C2H6. 【作者单位】： 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所 东北师范大学化学学院功能材料化学研究所
【关键词】： 单壁碳纳米管 乙炔(乙烯 乙烷) 电荷转移 结合能 密度泛函理论
【基金】：国家自然科学基金(批准号:20373009,20573016) 东北师范大学自然科学青年基金(批准号:20060311)资助.
【分类号】：O613.71
【正文快照】： 自1991年Iijima等[1]首次发现碳纳米管以来,碳纳米管所具有的独特结构与性质已引起了科学家们广泛的注意.在化学、物理、材料科学、生命及医药科学等各个领域中已经产生广泛的影响,显示出巨大的潜在应用前景[2].碳纳米管是理想的一维材料,单壁(Single-Walled Carbon Nanotubes

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