乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟

姚眉捷; 王永朋; 梁斐; 刘书乐

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2021B005

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乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟

研究论文 | 更新时间：2023-11-01

- 乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟
- Molecular dynamics simulation of acetonitrile at graphene electrode surface
- 中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2022年61卷第2期页码：82-89
- 作者机构：
  
  中山大学材料科学与工程学院，广东广州 510275
- 作者简介：
  
  姚眉捷（1997年生），男；研究方向：分子模拟；E-mail： yaomj6@mail2.sysu.edu.cn
  刘书乐（1985年生），男；研究方向：计算材料学；E-mail： liushle@mail.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(11804400);中山大学高校基本科研业务费(19lgpy19)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2021B005
  中图分类号： O647;O645
- 纸质出版日期：2022-03-25，
  
  收稿日期：2021-02-18，
  
  录用日期：2021-03-18
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姚眉捷,王永朋,梁斐等.乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟[J].中山大学学报(自然科学版),2022,61(02):82-89.

YAO Meijie,WANG Yongpeng,LIANG Fei,et al.Molecular dynamics simulation of acetonitrile at graphene electrode surface[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2022,61(02):82-89.
姚眉捷,王永朋,梁斐等.乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟[J].中山大学学报(自然科学版),2022,61(02):82-89. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2021B005.

YAO Meijie,WANG Yongpeng,LIANG Fei,et al.Molecular dynamics simulation of acetonitrile at graphene electrode surface[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2022,61(02):82-89. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2021B005.

摘要

采用分子动力学模拟的方法，研究了乙腈在超级电容器石墨烯极板表面的结构和动力学性质。通过密度分布、取向分布和扩散系数的计算，分析了团簇修饰以及极板电荷对乙腈结构和动力学性质的影响。模拟显示：团簇的修饰会产生强烈的空间位阻效应，使界面上乙腈的吸附和扩散都减弱，而带电极板则会对乙腈的取向产生明显改变，进而影响乙腈的输运性质。研究结果揭示了乙腈与石墨烯极板相互作用的微观机理，有助于理解服役工况下超级电容器极板附近溶剂的分布。

Abstract

Molecular dynamics （MD） simulations were performed to study the interfacial structure and dynamics of acetonitrile （ACN） on the graphene electrode surface in supercapacitors. The influence of cluster modification and charge densities on the structure and dynamics of ACN have been analyzed through density distribution， orientation distribution and diffusion analysis. Simulation results indicate that electrode modification with clusters will induce strong steric hindrance that impedes the adsorption and diffusion of ACN， while charges on the electrode will give rise to reorientation of ACN molecules that further affect their transport. Our simulations have revealed the microscopic mechanism of ACN-electrode interactions and would be helpful for understanding the distribution of solvent in supercapacitors under working conditions.

关键词

石墨烯乙腈超级电容器分子动力学

Keywords

grapheneacetonitrilesupercapacitorsmolecular dynamics

references

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