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水溶液中石墨烯剥离的分子动力学模拟
  • ISSN号:1671-7627
  • 期刊名称:南京工业大学学报(自然科学版)
  • 时间:2013.7.15
  • 页码:87-96
  • 分类:O647[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009
  • 相关基金:国家自然科学基金(21176114,20976079);江苏省自然科学基金(BK2009359)
  • 相关项目:表面活性剂调控下石墨烯纳米材料液相剥离制备的微观机理分子模拟研究
中文摘要:

通过分子动力学模拟方法研究柔性石墨烯在水溶液中剥离的热力学机制。为了袁征石墨烯与水溶剂之间的相互作用,研究了石墨烯周围水溶剂的结构性质;通过施加外力的方法剥离石墨模型中最外层的石墨烯,计算剥离过程中体系自由能的变化,并对剥离过程中微观结构变化以及石墨烯周围水溶剂结构性质进行分析。结果表明:石墨烯与水之间的相互作用较小;剥离石墨烯需要克服一定的能垒;石墨烯之间的相互作用决定了自由能能垒的大小,溶剂诱导的贡献对剥离起到促进作用;受限区域内的水溶剂分子对剥离起到重要的作用。

英文摘要:

The thermodynamics mechanism for exfoliating a flexible graphene layer in water media was investigated using molecular dynamics simulation. To characterize the interactions between water solvent molecules and graphene, the structure properties of the water around graphene were discussed, the change of the free energy of the system was calculated, the microstructure change in the process of stripping and the structure properties of water solvent around grephene were analyzed. The results showed that the interaction between graphene and the water was very small. There existed a significant free energy barrier hindering exfoliation. The decomposition of the free energy showed that the interaction between graphene sheets mainly determined the free energy barrier. The solvent provided a favorable contribution to exfoliation, and the confined solvent played an important role in graphene exfoliation.

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期刊信息
  • 《南京工业大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:江苏省教育厅
  • 主办单位:南京工业大学
  • 主编:陆小华
  • 地址:南京市浦口区浦珠南路30号
  • 邮编:211800
  • 邮箱:journal@njut.edu.cn
  • 电话:025-58139286
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-7627
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1670/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,中国高校优秀科技期刊奖,江苏省优秀期刊,中国高校科技期刊研究会优秀网站
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6160