基于密度泛函理论的石墨化金属催化剂筛选

作者：王佳; 刘程琳; 王榕艳^*

来源：炭素技术, 2020, 39(04): 11-26.

DOI：10.14078/j.cnki.1001-3741.2020.04.003

• 密度泛函
• 石墨化
• 金属催化剂

石墨化可以提升石墨结构稳定性、降低石墨制品电阻率,是制备低电阻石墨的关键工序。石墨化催化剂能够有效地促进石墨化过程、降低石墨化过程能耗,筛选高效低成本的石墨化催化剂具有十分重要的意义。本文通过密度泛函理论计算了过渡金属、稀土金属与碳原子不同键合方式下的解离能,分析得出Fe、Ti等过渡金属及La、Ce和Pr等稀土金属能够催化石墨化,其中稀土金属La和Pr催化效果更为显著;通过计算YCn(n=3～6)和LaCn(n=3～20)团簇稳定能量,建立稀土金属-碳团簇稳定模型,分析稀土金属催化机理。研究表明,稀土金属倾向于与碳原子结合为类石墨片层团簇并与边缘碳原子相结合,催化石墨化。

• 单位
  华东理工大学; 苏州工业职业技术学院; 中国科学院上海硅酸盐研究所