多孔石墨烯衍生材料的第一性原理研究(6)
俯视图 a (Å) dXH (X= B, N) (Å)
PG
7.51
(7.4 b) 1.14 c
1B-PG
7.57 1.19
2B-PG a
7.63 1.19
3B-PG a
7.73 1.20
4B-PG a
7.80 1.19
5B-PG 7.89 1.20
6B-PG 7.97 1.21
1N-PG 7.46 1.01
2N-PG a 7.42 1.01
3N-PG a 7.39 1.01
4N-PG a 7.36 1.01
5N-PG 7.34 1.01
6N-PG 7.30 1.03
a各有三种同素异构体，但这里只给出具有代表性的一种。b实验值。c C-H键的键长。
我们将多孔石墨烯单胞分别用1个、2个直到6个氮（硼）原子进行取代，并且只取代多孔石墨烯芳香环上与氢原子相连接的碳原子（具体结构图见表1）。我们发现对于1，5，6个氮（硼）原子的情况，只有一种取代方式，而对于2，3，4个氮（硼）原子取代时，则各有三种取代方式，彼此构成同素异型体（具体结构图见表2）。不同个数的氮（硼）原子取代时，得到的孔的孔径不同，而这恰对气体小分子的透过有关键性的影响。总的来说，用氮取代碳原子时，得到的氮-氢键要比原来的碳-氢键要短，而用硼取代时则相反，硼-氢键比碳-氢键要长。通过优化取代后的结构的晶格常数后发现，取代后的多孔结构的晶格常数发生了改变，因而相应的孔的孔径也会发生改变。取代后的结构的晶格常数、键长等数据如表1中所列。众所周知，N或B取代可以通过化学气相沉淀法或者电弧法实现
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