| 中文摘要 | 第1-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 目录 | 第7-10页 |
| 第一章 文献综述 | 第10-28页 |
| 一、碳纳米管储氢 | 第10-17页 |
| （一） 碳纳米管结构、性质和制备 | 第10-12页 |
| （二） 碳纳米管储氢实验研究 | 第12-13页 |
| （三） 碳纳米管储氢理论方法介绍 | 第13-14页 |
| 1. 经典模拟技术—Monte Carlo 和分子力学（MM） | 第13-14页 |
| 2. 量子力学模拟技术—半经验和从头算（ab initio） | 第14页 |
| （四） 碳纳米管储氢理论模型 | 第14-16页 |
| 1. 周期DFT模型 | 第15页 |
| 2. QM/MM混合模型 | 第15-16页 |
| （五） 碳纳米管和氢分子的相互作用 | 第16页 |
| （六） 掺杂碱金属的碳纳米管和氢分子的相互作用的理论研究 | 第16-17页 |
| 二、碳纳米管与其他气体分子或原子相互作用的研究进展 | 第17-18页 |
| 三、富勒烯分子与金属、原子或小分子的相互作用进展 | 第18-24页 |
| （一） 富勒烯的发现和命名 | 第18-19页 |
| （二） 国内外富勒烯的研究进展 | 第19-24页 |
| 1. 富勒烯包合物的实验研究 | 第20页 |
| 2. 富勒烯内嵌和笼外复合物的理论计算 | 第20-22页 |
| 3. 富勒烯氧化物的理论研究 | 第22-24页 |
| 参考文献 | 第24-28页 |
| 第二章 理论基础和计算方法 | 第28-42页 |
| 一、分子轨道理论 | 第28-31页 |
| （一） 闭壳层分子的HFR方程 | 第28-30页 |
| （二） 开壳层分子的HFR方程 | 第30-31页 |
| 二、电子相关问题 | 第31-34页 |
| 三、密度泛函理论（DFT） | 第34-35页 |
| 四、基组的选择 | 第35-37页 |
| 五、过渡态理论 | 第37-38页 |
| （一） 分割面与轨线 | 第37页 |
| （二） 传统过渡态理论 | 第37-38页 |
| 六、态密度分解方法 | 第38-40页 |
| 参考文献 | 第40-42页 |
| 第三章 C_6H_6, C_(10)H_8, C_(13)H_9与金属Li, Ca, Al 的相互作用 | 第42-52页 |
| 一、前言 | 第42-43页 |
| 二、计算方法 | 第43页 |
| 三、结果和讨论 | 第43-49页 |
| （一） 前线分子轨道（FMO）分析和成键本质 | 第43-46页 |
| （二） C_6H_6, C_(10)H_8, C_(13)H_9与金属Li, Ca, Al 的几何构型和结合能 | 第46-48页 |
| （三） 金属上的电荷 | 第48-49页 |
| 四、结论 | 第49-50页 |
| 参考文献 | 第50-52页 |
| 第四章 富勒烯C_(60) 掺杂入锂离子电池负极材料中与Li+的相互作用 | 第52-76页 |
| 一、锂离子电池的性能特点及发展概述 | 第52-54页 |
| 二、AM1 半经验方法研究C_(60) 和锂离子形成的复合物 | 第54-58页 |
| （一） 模型设计 | 第54页 |
| （二） 计算方法 | 第54-55页 |
| （三） 计算结果 | 第55-58页 |
| （四） 小结 | 第58页 |
| 三、从头算研究 C_(60)与锂离子形成的复合物 | 第58-67页 |
| （一） 计算方法 | 第58页 |
| （二） 反应位置的确定 | 第58-61页 |
| （三） 相互作用力、电荷转移、结合能 | 第61-63页 |
| （四） 能隙（Eg）和能隙变化（?Eg） | 第63-64页 |
| （五） 与SEI（Solid Electrolyte Interphase）的相互作用 | 第64-66页 |
| （六） 对实验现象的解释 | 第66-67页 |
| 四、实验研究 | 第67-74页 |
| （一） 纳米碳材料的掺杂比例对充放电容量的影响 | 第67-69页 |
| 1.C NP 在NG 中的掺杂比例对混合材料性能的影响 | 第67-68页 |
| 2.C NT 在NG 中的掺杂比例对混合材料性能的影响 | 第68-69页 |
| （二） 复合材料的充放电循环稳定性 | 第69-73页 |
| 1. 复合材料10CNP 的充放电循环稳定性 | 第69-71页 |
| 2. 混合材料10CNT 的充放电循环稳定性 | 第71-73页 |
| （三） 小结 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-76页 |
| 第五章 (n, 0)SWNTs，(n, n)SWNTs 与金属Li 的相互作用 | 第76-84页 |
| 一、前言 | 第76-77页 |
| 二、计算过程 | 第77页 |
| 三、结果和讨论 | 第77-81页 |
| （一） Li 和摇椅式(n, n)SWNTs 的相互作用(n=5, 6, 7, 8, 9, 10) | 第77-79页 |
| （二） Li 和锯齿式(n, 0)SWNTs 的相互作用(n=7, 8, 9, 10, 11, 12) | 第79-81页 |
| 四、结论 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-84页 |
| 第六章 C_6H_6, C_(10)H_8, C_(13)H_9掺杂金属Li后与H_2的相互作用 | 第84-94页 |
| 一、前言 | 第84页 |
| 二、模型设计和计算细节 | 第84-85页 |
| 三、结果和讨论 | 第85-90页 |
| （一） H_2/Li 与C_6H_6, C_(10)H_8, C_(13)H_9, (3,3)CNT 的反应性比较 | 第85-86页 |
| （二） H_2/Li 与C_6H_6, C_(10)H_8, C_(13)H_9的结合能 | 第86-88页 |
| （三） H_2在C_6H_6Li 上的化学吸附 | 第88-89页 |
| （四） H_2在 C_(13)H_9Li 上物理吸附 | 第89-90页 |
| 四、结论 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-94页 |
| 第七章 富勒烯C_(20), C_(24), C_(28), C_(30), C_(32), C_(36), C_(60)与H原子的相互作用 | 第94-102页 |
| 一、前言 | 第94页 |
| 二、模型与计算方法 | 第94-95页 |
| 三、结果与讨论 | 第95-100页 |
| （一） 用DOS 图分析富勒烯分子上不同类型C 原子的活性 | 第95-98页 |
| （二） 不同曲率的富勒烯储氢的比较分析 | 第98-100页 |
| 四、结论 | 第100-101页 |
| 参考文献 | 第101-102页 |
| 附录 | 第102-104页 |
| 致谢 | 第104-105页 |
| 博士期间已经发表和完成的论文 | 第105-106页 |
