色散矫正密度泛函方法研究CO2在非均质碳基材料表面吸附行为

采用色散矫正密度泛函方法模拟了CO2分子在具有含氧官能团表面的活性炭表面的吸附行为。考察了CO2分子在简化活性炭表面的三个吸附位点以及两种CO2的吸附构型。构建并优化了含氧官能团覆盖的活性炭构型,包括羰基化的活性炭结构以及羟基化的活性炭结构。考察并对比了CO2在三种活性炭表面的最稳定吸附构型及吸附能。研究表明CO2与羟基化的活性炭表面的相互作用能更高,而羰基化的活性炭则不利于CO2的吸附。进一步的研究表明羟基中的氢原子倾向于与CO2形成氢键,因此可提高CO2在活性炭表面的吸附能力。