《表1 金属原子掺杂在555-777-graphenen衬底的吸附能 (Eads) 、键长 (d1) 、电荷转移量 (△q1) 和磁矩 (M)》

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《气体分子在金属原子掺杂石墨烯表面的吸附特性研究》

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首先，研究金属原子吸附在555-777-graphene衬底上的稳定性。以单个Fe原子吸附在单空位缺陷（single vacancy，SV）555-777-graphene衬底为例，吸附在不同高对称位的情况如图1（a）所示。其中，桥位是碳-碳键的中间位（B1、B2和B3），心位是由碳原子组成的五元环、六元环和七元环的中心位（H1、H2、H3和H4）以及碳原子的顶位（T）。计算结果发现，单个Fe原子分别吸附在B1、B2、B3和H2位上的结构不稳定，容易受到空位缺陷结构的束缚作用影响，而在H1、H3和T位上的稳定性较高，吸附能分别为4.01 eV、3.08 eV和2.44 eV。为了提高负载金属原子的稳定性，将金属原子替代单个碳原子形成金属-石墨烯复合结构，如图1（a）所示。表1列出不同金属原子（Fe、Co和Pt）掺杂在石墨烯衬底上的吸附能、键长、转移电荷量和体系磁矩大小。结果表明，单个Fe原子掺杂在空位缺陷处具有很高的稳定性，吸附能为10.49 e V，Fe和C原子间键长为1.78?。对比不同位的吸附能:在空位缺陷附近的Fe原子的稳定性很小，倾向于受到555-777-graphene中空位缺陷结构的作用而嵌入到石墨烯层间。此外，单个Co原子和Pt原子掺杂石墨烯衬底的吸附能分别为10.91 eV和10.45 eV，键长分别为1.77?和1.91?。与金属原子（Fe 7.28 eV、Co 8.51 eV和Pt 7.23 eV）[19-21]掺杂单个空位缺陷结构相比，不同种类的金属原子束缚在SV 555-777-graphene表面的稳定性更高（>10.0 eV），此结构将有助于金属原子催化剂的均匀分散、降低成本并提高其利用率。