【摘要】 结果表明，锂原子与碳纳米管的相互作用随着锂浓度的增加而增加，直到锂原子开始基本上相互作用。

自从发现低维碳形式以来，它们与金属的吸附复合物已成为深入研究的主题，因为有可能创造出新的功能材料——超导体、电池材料、和储氢材料、传感器等应用。S. A. Sozykin等人[1]考虑了锂原子在碳纳米管上的吸附引起的电荷密度的重新分布，根据Mulliken、Voronoi、Bader、Hirshfeld、CM5、DDEC6的方法计算了有效的锂电荷。

 

这项研究是在具有局部密度近似的密度泛函理论框架内进行。锂原子与纳米管相互作用引起的电荷转移可以通过电荷密度的空间分布变化来全面描述如下面公式所述。

 

其中为Li@CNT或Li&CNT体系中的电子密度分布，在纯碳纳米管中，在锂原子中。电子密度在SIESTA包中计算。对于内体配合物，Δp的取值范围为-0.0038 +0.0095 |e|/Bohr3，对于外体配合物，其取值范围为-0.0056 +0.0103|e|/Bohr3。

 

可以观察到，电荷从锂原子转移到纳米管，并且这种电荷密度的重新分配不是局部的：在考虑的模型的整个长度(1nm)中，扰动是明显的。这是Li@CNT或Li&CNT络合物形成时电荷转移。

 

结果表明，锂原子与碳纳米管的相互作用随着锂浓度的增加而增加，直到锂原子开始基本上相互作用。在小原子Li浓度下(n = 1, CLi=0.01)，外部吸附情况下Li-CNT电荷转移的预测值可能相差2倍。Li电荷聚集在两个值Q(1)=0.5e和Q(1)=le，不管选择的DFT基集是原子轨道还是平面波。

 

随着Li浓度的增加，所产生的电荷转移量等于Q(n) = nQ(1)。这表明在电荷转移过程中，原子间不发生相互作用。

 

[1] Sergey Sozykin, Ekaterina Bartashevich. (2022) The adsorption modeling of bisphenol A derivatives on the surface of carbon materials. Letters on Materials 12:4, pages 316-320.

 

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