超柔二维氮化碳和可调分子筛的预测
【摘要】 基于进化算法和第一性原理计算,我们对二维C3N4体系进行了全面的结构搜索,发现了3种比graphitic-C3N4更稳定的二维结构:P6/m-C3N4,P2/m-C3N4和P2m-C3N4.更重要的是,通过形变测试,发现3种结构均表现出超柔特性.它们的柔软性远好于graphitic-C3N4,能量领域具有非常宽的极小值.当晶格常数变化±5%时,P6/m-C3N4,P2/m-C3N4,P2m-C3N4体系的能量(应力)变化仅分别是±23.52,±42.21和±3.41meV/atom(±0.33,±0.53和±0.07GPa),远远小于graphitic-C3N4的平均值125.24meV/atom(3.27GPa)(应力可比graphitic-C3N4小46倍).这种极其微小的变化主要归因于连接C3N3环的N–C–N键具有高度的灵活性.此外,连接起来的C3N3环分别形成了六边形(128Å2)、四边形(112Å2)和三边形(108Å2)的孔状结构,且孔径可调,预测这3种新结构在可调分子筛有广泛的应用前景.最
