胡明明, 赵高峰

(河南大学物理与电子学院计算材料研究所，开封 475004)

1 引 言

随着人们环保意识的不断加强，化石燃料价格上涨和库存消耗加剧，如今对高效和可再生能源的需求日益增强，其中氢气[1,2]是比较理想的候选者之一. 目前氢气直接应用的瓶颈是储存和运输问题[3,4]. 氢气的存储经历了不同的阶段，从传统的低温液态储氢发展到如今研究较多的固体储氢，其中碳纳米材料是固体储氢的良好载体.

碳基纳米材料[5-7]具有高的比表面积、稳定的孔结构、优异的化学稳定性和热稳定性等优良性能[8,9]而受到特别关注. 石墨烯是具有独特的电子[10,11]和光学性质[12]处于原子层厚度的sp2杂化碳的二维石墨. 官能团的引入的主要目的是打开或转动石墨烯的能带结构，这可以通过掺杂不同类型的原子[13,14]来实现，石墨烯中的缺陷也可以从根本上看作是其官能化的过程. 随着实验中观察到的越来越多种类的缺陷，对有缺陷石墨烯的研究越来越多，实验中研究人员利用透射电子显微镜(TEM)和扫描隧道显微镜(STM)[15,16]也观察到石墨烯表面上不同类型的缺陷. 由于现在工艺水平的限制，缺陷是石墨烯不可避免的组成成分，对其电学，化学和其他物理性质有着深远的影响. 对于石墨烯中的缺陷机制已有相当多的报道，实验研究[13,17,18]表明石墨烯中的缺陷很多都表现出了磁性的特质，已经模拟出了室温下非金属有机铁磁体的存在. 缺陷石墨烯的掺杂同样能对……