低维碳纳米材料的性质调制及其在小分子脱氢中的应用

氢能源是石油的清洁替代能源之一，但现有的制氢技术成本高、能耗大。氢能广泛应用的前提是必须具备廉价的制氢技术，这就要求人们选取储量丰富的原材料，研究降低脱氢势垒的方法。水、甲烷等小分子储量丰富，降低它们的脱氢势垒，为廉价制氢提供了可能。而低维碳纳米材料由于其结构的独特性、奇异的表面效应和量子尺寸效应展现出越来越多的应用潜力。本项目用分子动力学和第一性原理的方法研究低维碳纳米材料的物理性质调控及其在小分子脱氢中的应用。基于基底性质的多种调制，采用掺杂、变形、电荷注入等方法活化碳纳米材料的表面性质，探索低维碳纳米材料对水、甲烷、乙胺等小分子脱氢的作用，并探索电子性质及其与结构的对应关系。研究结果对理解结构与性质关联、小分子分解的物理机制有理论指导意义。预期发表SCI论文3-4篇，并为后续工作奠定基础，开拓新的研究方向。