石墨烯在金属表面成核的动力学过程的研究具有双重意义。首先,该过程与石墨烯纳米材料的生长和制备密切相关。如实验上最常见的气相沉积法制备石墨烯,其过程本质上是金属上吸附碳或偏析碳的自组装动力学行为。其次,在固体氧化物燃料电池阳极的金属镍催化剂上,普遍存在碳沉积现象,这将导致催化剂失活。碳沉积本质上也是大量碳原子在镍表面上的成核与生长。并且实验上已经发现沉积碳主要以石墨烯孤岛的形式存在,除此之外还有填隙碳和无定型碳。石墨烯制备和积碳现象是同一过程的两个不同方面,其区别在于前者是人们期望的过程,而后者是人们不希望发生的过程。本课题拟采用周期性超元胞模型模拟金属表面和团簇,基于第一性的分子动力学方法对碳在金属表面上的成核过程进行研究,以期为提高石墨烯制备中的可操控性和解决SOFC阳极碳沉积问题提供理论的参考和指导
英文主题词graghene;nucleation;coking;surface;density functional theory