李爱华 朱湘萍 尹鑫桃



基于锯齿型graphene条带的金纳米结构

李爱华 朱湘萍 尹鑫桃

（湖南科技学院 理学院，湖南 永州 425199）

锯齿型graphene条带；金纳米结构；分子动力学模拟

1　引　言

2004年Geim和Novoselov采用机械剥离的方法首次成功制备出石墨烯片(graphene)，它是由sp2方式杂化的碳-碳键排列而成的单原子厚度的六角蜂窝晶格的二维材料。石墨烯纳米条带(GNRs)便是按照一定形状从graphene中裁剪形成的一维碳纳米材料，根据裁剪边界的形状可分为锯齿型GNRs（ZGNR）和扶手椅型GNRs（AGNR）两种类型。[1]Graphene可以与硅、金属粒子（Au、Pt、Pd、Ag等）、金属氧化物（SnO2、TiO2、MnO2等）、聚合物、碳纳米管等形成各种复合材料。这类复合物在能源材料、催化、生物传感器等方面有广泛用途。2006年Ruoff等用化学方法制备出具有优异导电性的graphene-聚合物的复合材料，引起了人们的极大关注。[2]2008年李爱华等已采用分子动力学模拟方法研究了不同温度下硅原子在GNRs边上形成新型GNRs-硅复合纳米结构的过程。[3]

Au在电子工业和尖端科学技术领域是极其重要的功能材料，但常规尺寸的Au粒子是一个催化性能较差的过渡金属，很难将它高分散地负载于载体表面并制备成分散度很高的催化剂。实验上曾利用真空沉积法在高定向石墨基底上形成了间距均匀、结构稳定的准一维Au粒子链和Au纳米线。[4]碳纳米管也曾被证实是Au纳米颗粒的理想的负载材料。[5]由于graphene具有同样奇特的电子特性，更大的比表面积，制作成本要低于碳纳米管，将ZGNR作为催化剂载体，将Au原子随机沉积在ZGNR表面形成ZGNR与Au复合材料是可行的。……