石墨烯和氮化硼二维薄片中氢同位素分离机理的DFT分析

DFT Analysis on the Separation Mechanism of Hydrogen Isotopes Through Graphene and Boron Nitride 2D Sheets

C. Gao, L. Yang, L. Li, et al

摘要

质子-过氘（H⁺-over-D⁺）作为一种现有的方法，可以在室温下利用高选择性量子筛分效应通过化学泵浦渗透石墨烯。二维单层膜基本单元局部加氢化学吸附的渗透过程机理模型的值与实验得到的分离系数10存在偏差，在提出的更小尺度和更详细结构模型中必须重新考虑量子筛分动力学同位素效应。根据电荷密度、态密度和能垒计算得出的渗透过程中基本单元中形成的复合结构，以及H₃O⁺-g-Pt和H₃O⁺-h-BN-Pt的构型，证明了“空穴”渗透机制与已发表的氢同位素分离系数相一致，并揭示动力学同位素效应依赖于氢同位素与二维材料关键基本单元之间的强烈相互作用。