Defect-induced selective oxidation of graphene: A first-principles study

اکسیداسیون گرافن کنترل شده برای نانوذرات و کاربردی سازی شیمیایی بسیار مهم است. به طور کلی در آزمایشات فرض می شود که عامل اکسید کننده در اکسیداسیون فاز مایع ابتدا به سایت های معیوب در شبکه های کربنی حمله می کند. برای بررسی اینکه چگونه اکسیداسیون در ورقه گرافن ابتدا آغاز می شود، ما فرایند اکسیداسیون را با نقص ساختاری با استفاده از نظریه کاربردی دانسیته بررسی کردیم. ده مسیر واکنش در چارچوب تئوری حالت گذار در نظر گرفته شده است. ما دریافتیم که لوسوس واکنش ترجیحی در مرکز نقص قرار دارد. همچنین مشاهده شده است که پیشی گرفتن از گروه هیدروکسیل کاربردی بر روی سطح گرافن به طور قابل توجهی کاهش مانع انرژی برای اکسیداسیون. چنین تسهیل اکسیداسیون به دلیل هیدروکسیل می تواند توضیح دهد که چگونه فرایند اکسیداسیون پس از اولین اکسیداسیون در اطراف نقص ها ادامه می یابد. توزیع غیرمستقیم تراکم الکترون توسط هر نقص و با استفاده از گروه هیدروکسیل عملکردی مکانیسم فرایند اکسیداسیون بر روی ورق گرافن بوجود می آید. محاسبه ما به طور کامل فرضیه آزمایشی را تایید می کند و با مشاهدات تجربی اخیر سازگار است.