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OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用：99美元
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受限于单壁碳纳米管中水分子结构、能量以及振动频率的密度泛函研究
DOI: 10.6023/A13121223, PP. 487-494
Keywords: 密度泛函理论,单壁碳纳米管,水分子团簇,红移氢键,AIM理论
Abstract:
利用密度泛函理论中的杂化泛函M06-2X研究了受限于不同管径单壁碳纳米管（SWCNT）内水分子团簇（H2O）n=3～6的结构、能量以及振动频率.结果显示由于SWCNT的限域效应，水分子团簇的几何构型与在真空相比发生了巨大变化，如受限（H2O）6能形成单链锯齿型水分子构型.随着管直径的增大，纳米管与水之间的相互作用逐渐减弱，但水分子之间的氢键相互作用能变化不大.对比受限和真空下水分子O—H振动频率发现，绝大部分O—H的振动频率由于碳纳米管与水的相互作用而发生了红移.AIM理论分析显示O—H振动频率的红移应归因于其电子密度的减小.这也表明碳纳米管绝非简单的几何限制效应，而是与水分子之间存在弱电子相互作用，主要包括H…π氢键作用和O…π轨道作用，从而导致水分子的小部分电荷转移到了SWCNT上.
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