周曉鋒 方浩宇 唐春梅

(河海大學理學院, 南京 210098)

本文使用密度泛函理論中的廣義梯度近似對擴展三明治結構graphene-2Li-graphene的幾何結構、電子性質和儲氫性能進行計算研究. 計算得知: 位于單層石墨烯中六元環(huán)面心位上方的單個Li原子與基底之間的結合能最大(1.19 eV), 但小于固體Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 eV), 然而, 在雙層石墨烯之間的單個Li原子與基底的結合能增加到3.41 eV, 遠大于固體Li的實驗內(nèi)聚能, 因此位于雙層石墨烯之間的多個Li原子不會成簇,有利于進一步儲氫. 擴展三明治結構graphene-2Li-graphene中每個Li原子最多可以吸附3個H2分子, 儲氫密度高達10.20 wt.%, 超過美國能源部制定的5.5 wt.%的目標. 該體系對1—3 個H2分子的平均吸附能分別為 0.37, 0.17和 0.12 eV, 介于物理吸附和化學吸附 (0.1—0.8 eV)之間, 因此該體系可以實現(xiàn)常溫常壓下對H2的可逆吸附. 通過對態(tài)密度分析可知, 每個Li原子主要通過電場極化作用吸附多個H2分子. 動力學和巨配分函數(shù)計算表明graphene-2Li-graphene結構對H2分子具有良好的可逆吸附性能. 該研究可以為開發(fā)良好的儲氫材料提供一個好的研究思路, 為實驗工作提供理論依據(jù).

1 引 言

在當前能源危機越演越烈、環(huán)境污染越來越嚴重的情況下, 高效清潔可再生能源氫能由于具有無污染和可循環(huán)使用等優(yōu)點引起了廣泛關注. 氫能在實際使用中面臨的一個關鍵問題就是氫存儲. 發(fā)展高性能儲氫材料是解決氫存儲的主要途徑. 然而,尋找在室溫條件下穩(wěn)定且有較高儲氫密度的材料是一個巨大的挑戰(zhàn). 美國能源部提出2017年實現(xiàn)的儲氫材料的儲氫密度目標是5.5 wt.%[1,2]. 一般來說, 理想的儲氫材料對H2分子的平均吸附能(average adsorption energy, Ead)應介于化學吸附和物理吸附之間(0.1—0.8 eV)[1,2].

目前, 碳納米結構由于具有較大的比表面積被認為是較有前途的儲氫材料. 然而, 純碳納米材料由于與H2分子之間存在弱相互作用并不能有效儲氫. 因此, 研究者提出了多種途徑來改善它們的儲氫性能. 其中, 采用金屬原子對碳納米材料進行修飾可以有效增強材料對氫的吸附強度[3-5], 但金屬原子在納米結構表面容易形成團簇, 致使不能有效儲氫. 因此, 金屬原子與基底之間的結合能(binding energy, Eb)應大于固體金屬的實驗內(nèi)聚能[6]. 據(jù)悉, 堿金屬Li是體積最小、質量最輕的金屬, 采用Li原子對納米材料進行摻雜后可以在更大空間內(nèi)吸附較多的H2分子進而增加儲氫密度.據(jù)報道, Li原子與含有Stone-Wals缺陷的石墨烯之間的結合能是2.16 eV[7], 高于固體Li的實驗內(nèi)聚能 (1.63 eV). 另外, Li摻雜的石墨炔[8]、石墨烯[9]和碳納米管[10]等都表現(xiàn)出良好的儲氫性能.實驗上也已經(jīng)證明使用Li原子摻雜的納米材料可以有效儲氫, 例如Li12C60[11]和Li摻雜的多孔材料[12,13]等都是良好的儲氫材料.

C6H6-metal-C6H6和C5H5-metal-C5H5等三明治結構由于具有較好的穩(wěn)定性已經(jīng)引起了人們的特別關注, 例如: 三明治結構二茂鐵(C5H5-Fe-C5H5)[14,15]已被實驗合成, 結構中每個C5H5環(huán)有5 個電子, Fe 原子的電子結構為 [Ar]3d64s2, 最外層有 8個未配對電子, 因此, 二茂鐵結構共有18個電子, 滿足18電子規(guī)則[16], 形成類似惰性氣體的穩(wěn)定電子組態(tài), 因此能被實驗合成. 此外,Lein 等[17]對三明治結構 [E5-Ti-E5]2–(其中 E =CH, N, P, As, Sb)進行了理論研究, 得知滿足18電子規(guī)則的過渡金屬摻雜三明治結構最穩(wěn)定.但是, 如何讓其他種類金屬摻雜的三明治結構也穩(wěn)定下來呢？本文提出C6H6-Li-C6H6結構[18]可以通過吸附H2分子進一步穩(wěn)定自身的電子結構, 成為良好的儲氫體系.

眾所周知, 石墨烯是以六元環(huán)為基本單位擴展形成的二維平面結構, 目前研究者已經(jīng)對金屬修飾的石墨烯的儲氫性能開展了廣泛研究, 認為多個金屬原子在石墨烯表面上吸附時容易發(fā)生聚合現(xiàn)象,使得體系的儲氫性能急劇下降[19]. 為了進一步提高金屬原子在石墨烯表面上的結合能, 研究者提出了多種方案, 比如在石墨烯中除去一個或者多個C原子形成空位, 使得金屬原子在空位處的結合強度大大增強[20]. 如何進一步增強Li原子與石墨烯之間的結合強度是一個需要迫切解決的問題, 對儲氫至關重要. 本文提出由C6H6-Li-C6H6擴展形成的graphene-2Li-graphene三明治結構, 并對它的幾何結構、電子性質和儲氫性能進行計算研究, 第2部分給出計算方法, 結果和討論在第3部分給出,最后在第4部分給出結論.

2 計算方法

本文中的計算主要采用Dmol3軟件包完成[21].計算過程使用密度泛函理論(density functional theory, DFT)[22]中 的 廣 義 梯 度 近 似 方 法(generalized gradient approximation, GGA). 選取PBE (Perdew-Burke-Ernzerhof)交換關聯(lián)梯度修正和極化函數(shù)擴展的雙數(shù)值原子軌道DNP基組. DNP基組就是函數(shù)中包含高于自由原子中的最高占據(jù)軌道的一級角動量, 與G6-31(d, p)基組的精度一致[23]. 本文對 C, H, Li采用全電子的核處理方式. 眾所周知, GGA容易低估體系的結合能, 而局域密度近似 (local density approximation,LDA)又會高估體系的結合能, 因此, 計算中采用了范德瓦耳斯 (van der Waals, vdW)修正 (標準的DFT計算基礎上進行勢能修正, 即DFT-D方法). 本文主要采用交換關聯(lián)勢中的Grimme擴散修正 (PBE-Grimme[24])方法. PBE-Grimme已經(jīng)被用于計算多種材料的儲氫性能, 比如Pd摻雜的石墨烯[25,26]、C48B12 和 C60Ca32[27]等. 幾何結構優(yōu)化以能量、梯度和位移是否收斂為依據(jù), 自洽場過程以體系的能量和電荷密度是否收斂為依據(jù). 文中對所有的穩(wěn)定結構都進行了頻率計算, 確定無虛頻.

為了驗證本文計算方法的正確性, 首先對苯環(huán) C6H6進行優(yōu)化, 得知 C—H鍵長為 1.09 ?,C—C鍵長為1.40 ?, 最高占據(jù)分子軌道(highest occupied molecular orbital, HOMO)和最低未占分子軌道 (lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)之間的能隙 (energy gap, Eg)為 5.20 eV,與 Park等[27]計算得到的 C—H鍵長 (1.08 ?)、Abad等[28]計 算 得 到 的 C—C鍵 長 (1.40 ?)、C—C實驗鍵長(1.39 ?[29])和Toyoda等[30]計算得到的能隙值(4.70 eV)非常接近, 以上結果說明本文使用的計算方法可靠.

3 結果與討論

首先對單個Li原子在C6H6上方的最穩(wěn)定位置進行研究. 分析可知, 苯環(huán)上方有3種不等價位置, 分別為: 1) C 原子頂位上方; 2) C—C 鍵橋位上方; 3) 六元環(huán)面心位上方, 如圖 1(a)所示. 計算得知, 三種同分異構體的優(yōu)化結構中, Li原子都穩(wěn)定于面心位, 與苯環(huán)中心距離為1.78 ?, 如圖1(b)所示. Li原子與基底的結合能 binding energy(Eb)定義如下[14,31]:

圖1 (a)苯環(huán)中 3 種不等價位置; (b) Li原子位于苯環(huán)面心位上方的優(yōu)化結構; (c) C6H6-Li-C6H6 勢能面掃描曲線和最穩(wěn)定的C6H6-Li-C6H6三明治結構Fig. 1. (a) Three unequal positions in benzene ring; (b) the optimized structure of the benzene ring with the Li atom located above the face site of the hexagonal ring; (c) potential energy surface scanning curve of C6H6-Li-C6H6 and the most stable sandwich structure of C6H6-Li-C6H6.

Chen等[10]研究發(fā)現(xiàn)三明治結構 C6H6-Sc-C6H6比C6H6-Sc結構更穩(wěn)定, 因此本文接下來進一步將C6H6-Li擴展成三明治結構C6H6-Li-C6H6,并研究其穩(wěn)定性. 為了得到Li原子在雙層石墨烯之間摻雜時的最佳層間距, 首先對 C6H6-Li-C6H6結構的總能量進行掃描, 掃描曲線如圖1(c)所示, 以Li原子到苯環(huán)平面的距離為變量, 掃描步長為 0.1 ?. 由圖可知, Li與下層苯環(huán)相距 1.30 ?時, 體系總能量最低. 計算得知, C6H6-Li-C6H6中Li原子與基底的結合能為3.43 eV, 明顯大于固體Li的實驗內(nèi)聚能 (1.63 eV)[7], 是 C6H6-Li結構中Li與C6H6之間結合能的3倍多, 因此可以進一步推測, 當上下兩個C6H6分別擴展成兩層石墨烯平面時, 多個Li原子在雙層石墨烯之間進行摻雜時不會發(fā)生成簇.

在圖 2(a)中, 單層石墨烯的 2 × 3 晶胞中一共有6個六元環(huán), 6個面心位分別定義為 ①—⑥,本文接下來先研究2個Li原子位于平面上的最穩(wěn)定結構. 根據(jù)2個Li原子之間的相對位置, 一共有4種不同組合來放置Li原子, 分別為①②組合、①④組合、①⑤組合和①⑥組合, 它們的優(yōu)化結構如圖 2(b)—圖 2(e)所示. 在這四種結構中, Li原子與石墨烯之間的平均結合能(average binding energy, Eavb)定義為石墨烯和Li原子各自的能量之和減去Li摻雜體系的總能量得到的差再除以Li原子數(shù)目的值. 計算得知, Li原子與基底的平均結合能分別為 1.38, 1.37, 1.36 和 1.35 eV, 均小于固體Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 eV)[7], 表明仍不能有效避免多個Li原子的成簇.

圖2 (a) 單層石墨烯的 2 × 3 晶胞中 Li原子的 6 個位置; 2 個 Li原子分別位于 (b) ①④組合; (c) ①⑤組合; (d) ①③組合;(e) ①⑥組合; 3 個 Li原子分別位于 (f) ①④⑤組合; (g) ①②⑥組合; (h) 2 個 Li原子摻雜的最穩(wěn)定雙層石墨烯結構 graphene-2LigrapheneFig. 2. (a) 6 positions of the Li atom in the 2 × 3 unit cell of monolayer graphene; two Li atoms are located at (b) ①④combination; (c) ①⑤ combination, (d) ①③ combination; (e) ①⑥ composition; three Li atoms are located in (f) ①④⑤combination; (g) ①②⑥ combination; (h) the most stable graphene-2Li-graphene double-layer graphene structure doped by two Li atoms.

同時, 當2個Li原子位于石墨烯的同一側時,石墨烯會向Li原子所在的一側發(fā)生平面彎曲, 這在周期性結構中是一種較不穩(wěn)定的現(xiàn)象. 為了改善彎曲的石墨烯平面, 在石墨烯另一側添加第3個Li原子, 分別位于④和②位置, 如圖2(f)和圖2(g)所示, 圖2(f)和圖2(g)結構中Li與基底的平均結合能分別為 1.42 和 1.44 eV, 都小于固體 Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 eV)[7], 表明多個Li原子吸附在單層石墨烯表面上時會發(fā)生成簇.

接下來在雙層石墨烯之間放置2個Li原子.根據(jù)2個Li原子之間的相對位置, 仍然考慮4種不同組合的吸附結構, 分別為①②組合、①④組合、①⑤組合和①⑥組合. 在優(yōu)化結構中Li與基底之間的結合能分別為 3.30, 3.35, 3.41 和 3.43 eV,均大于固體Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 V)[7], 所以當兩個Li原子位于雙層石墨烯之間時不會成簇. 其中,兩個Li原子為①⑥組合時與基底的平均結合能最大, 因此該結構最穩(wěn)定, 如圖 2(h)所示. 我們注意到, 優(yōu)化結構中Li原子稍稍向外偏移, 說明它們之間有排斥作用, 因此, 兩個Li原子的距離相對較大(①⑥組合)時最穩(wěn)定, 和平均結合能計算結果一致. 同時計算發(fā)現(xiàn), 圖2(h)結構(graphene-2Ligraphene)中 Li與基底的結合能和 C6H6-Li-C6H6中苯環(huán)與Li的結合能相同, 說明當苯環(huán)擴展成石墨烯平面, 雙層石墨之間如①⑥組合放置Li原子時, 上下兩層石墨烯對Li原子的結合能基本不會受到影響. 但是, 在圖2(h)結構(graphene-2Li-graphene)中兩層石墨烯之間的距離增加到3.69 ? (如表 1 所列), 比 C6H6-Li-C6H6結構中兩層苯環(huán)的距離 (2.60 ?)大出了 0.89 ?, 說明當苯環(huán)擴展成石墨烯平面時, 層間放置的Li原子會排斥雙層石墨烯在垂直于平面的方向上向外移動.graphene-2Li-graphene結構中Li原子之間的距離為 5.71 ?, 遠大于 Li—Li二聚體的鍵長 (2.61 ?),結合雙層石墨烯對Li原子的結合能遠大于相鄰Li原子之間結合能的事實, 證明多個Li原子位于雙層石墨烯之間時不會發(fā)生成簇, 有利于進一步儲氫.

因為儲氫材料必須具有一定的動力學穩(wěn)定性,我們進一步對圖2(h)結構(graphene-2Li-graphene)進行了300 K溫度下的動力學模擬. 本文使用Nose-Hoover Chain thermostats進行有限的溫度調(diào)節(jié), 研究體系的動力學穩(wěn)定性. 在 300 K, 1 fs步長, 5 ps后的動力學結構與圖2(h)結構基本上沒有改變, 因此, graphene-2(Li-3H2)-graphene 結構具有較高的熱力學和動力學穩(wěn)定性.

對于已實驗合成的二茂鐵(C5H5-Fe-C5H5)[14,15]結構, Fe原子的外層電子排布為[Ar]3d64s2, 每個C5H5單元具有5個電子, Fe原子的最外層3d軌道有8個電子, 因此, 該體系一共具有18個電子,形成類似惰性氣體的穩(wěn)定電子態(tài), 因此以二茂鐵結構為代表的過渡金屬摻雜的三明治結構的穩(wěn)定性可以使用18電子規(guī)則[32]進行解釋. 那么, 如C6H6-Li-C6H6等堿金屬摻雜的三明治結構如何能穩(wěn)定下來呢？我們認為在該結構中吸附H2分子是一個很好的途徑, 從該思路出發(fā), 堿金屬摻雜的三明治結構顯然可以成為良好的儲氫體系. 接下來就對擴展三明治結構graphene-2Li-graphene的(2 ×3)單元的儲氫性能進行深入研究. 圖 3(a)—圖3(d)分別給出了graphene-2Li-graphene體系的(2 × 3)單元中每個Li原子吸附1—4個H2分子后的優(yōu)化結構. 表1給出了體系對H2的平均吸附能 Ead、連續(xù)吸附能 (consecutive adsorption energy, Ec)、和 Li原子的 Bader電荷 (QLi和 QH)、雙層石墨烯的層間距DG-G.

體系對H2分子的Ead定義為[33]

式中 EG-2Li-G,,分別是 graphene-2Li-graphene、單個 H2分子、和 graphene-(LinH2)-graphene 的總能量. 從表 1 可知, graphene-2Li-graphene中每個Li原子對1—3個H2分子的平均吸附能位于0.10—0.80 eV之間, 在能夠實現(xiàn)可逆吸附能量值范圍內(nèi)[1,2], 因此, graphene-2Ligraphene中的每個Li原子最多吸附3個H2分子,儲氫密度可達10.20 wt.%, 超過美國能源部對儲氫材料制定的2017年儲氫密度5.5 wt.%的目標[3].

體系對H2分子的連續(xù)吸附能(Er)定義為[33]

圖3 graphene-2Li-graphene 的 2 × 3 晶胞中每個 Li原子分別吸附 1—4 個 H2分子的結構圖Fig. 3. The structural of the 2 × 3 unit cell of graphene-2Li-graphene with each Li atom adsorbed by 1?4 H2 molecules.

表1 擴展三明治結構 graphene-2(Li-nH2)-graphene[G-2(Li-nH2)-G)](n = 1—4)中的 H2 分子的 Ead, Er, Li和 H 的平均bader電荷(QLi和QH), 雙層石墨烯的層間距(DG-G)Table 1. The Ead and Er of H2 molecules average bader charge of Li and H (QLi and QH), interlayer distance of double-layer graphene (DG-G) in the expanded sandwich structure graphene-2(Li-nH2)-graphene[G-2(Li-nH2)-G)](n = 1—4).

由表1給出的Bader電荷可知Li原子帶正電荷, 說明Li原子與石墨烯結合時, 會將電荷轉移給石墨烯而處于缺電子狀態(tài), 所以可以有效吸附H2分子, 而Li原子吸附1—4個H2時每個H原子分別帶有平均為 0.20e, 0.18e, 0.16e 和 0.12e 的正電荷, 所以, 電荷應該從H2轉移到Li原子最外層的空軌道上, 使得Li原子的最外層軌道逐步被填滿從而達到飽和狀態(tài)穩(wěn)定下來.

圖4 不同結構中 Li原子或 H2 分子的態(tài)密度圖 (a)單獨的 Li原子; (b) graphene-2Li-graphene 中 Li原子; (c) graphene-2(Li-H2)-graphene中 Li原子; (d) graphene-2(Li-3H2)-graphene中 Li原子; (e) 單獨的 H2 分子; (f) graphene-2Li-graphene中 graphene;(g) graphene-2(Li-H2)-graphene中 H2分子; (h) graphene-2(Li-3H2)-graphene 中 H2分子Fig. 4. The PDOS of Li atom or H2 molecules: (a) Isolated Li atom; (b) the Li atom in graphene-2Li-graphene; (c) the Li atom in graphene-2(Li-H2)-graphene; (d) the Li atom in graphene-2(Li-3H2)-graphene; (e) isolated H2 molecules; (f) the graphene in graphene-2Li-graphene; (g) the H2 molecules in graphene-2(Li-H2)-graphene; (h) the H2 molecules in graphene-2(Li-3H2)-graphene.

為了進一步理解體系的儲氫機理, 本文計算了體系的分態(tài)密度 (partial density of states, PDOS),結果如圖4所示. 態(tài)密度圖是通過對體系的離散能級進行洛倫茲展開, 展開系數(shù)為 0.15 eV, 由水平軌道給出的權重求和而得到. (HOMO+LUMO)/2被定義為費米能級 (Fermi energy, EF), 在圖中取在 0 eV 處, 用黑色虛線表示. 由圖 4 可知, 孤立Li原子的 PDOS 主要分布在–2—6 eV 之間, 在費米能級處有兩個較寬的峰. Li原子的d軌道態(tài)密度分布位于較高能級處, 因此在–15—5 eV的范圍內(nèi)沒有被占據(jù). 位于雙層石墨烯層間的Li原子的PDOS 的分布擴展到–15—–2 eV 的范圍內(nèi), 這表明 Li原子的p軌道與石墨烯的C原子的P軌道之間發(fā)生軌道雜化, 如圖4(b)和圖4(f)所示. 每個 Li原子吸附 1個 H2分子后, G-2(Li-H2)-G中H2的PDOS的一個峰分布在–13—5 eV之間,對應于H2的成鍵態(tài), 進一步說明H—H鍵未斷裂, 如圖 4(g)所示. H2分子的成鍵軌道與 Li原子的 s和 p 軌道的 PDOS 在–13— –2 eV 之間有明顯重疊; 在 0—5 eV 范圍內(nèi), H2分子的 PDOS有幾個低峰, 對應于 H2分子的反鍵軌道, 它與Li原子的s和p軌道之間也存在雜化, 如圖4(c)和圖 4(g)所示. 結合 Bader電荷可知, Li原子最外層的 1個電子轉移給了 C原子, 因此帶有0.99e的電荷在其周圍激發(fā)電場, 通過電場極化作用吸附 H2分子. H2分子的 H—H 鍵因此變長, 吸附作用得到加強. G-2Li-G中Li原子的p軌道主要分布在–15—5 eV 之間, 較大的峰位于–10— –5 eV之間, 而吸附H2分子之后移到了費米能級之上的0—5 eV 之間, Li原子所帶的電荷越來越少, 說明Li原子靠近費米能級處的空軌道逐漸被來自H原子的電子占據(jù), 形成較大的電子占據(jù)態(tài), 如圖4(d)和圖4(h)所示. 綜上所述, 三明治結構graphene-2Li-graphene中每個Li原子主要通過電場極化作用吸附1—3個H2分子.

為了研究儲氫體系是否具有良好的氫釋放性能, 接下來對 graphene-2(Li-3H2)-graphene結構在溫度77 和300 K下進行動力學模擬. 本文使用Nose-Hoover Chain thermostats進行有限的溫度調(diào)節(jié), 研究儲氫結構的氫釋放性能. 圖5給出了graphene-2(Li-3H2)-graphene 結構在 77 和 300 K下 5 ps之后的動力學結構圖. 由圖 5 可知, 結構在 77 K 和 1 fs步長下 5 ps后釋放 2 個 H2分子. 而在300 K和1 fs步長下5 ps后釋放 5個H2分子.因此, 在較高的溫度下, 更多的H2會被釋放出來.上述結果表明graphene-2(Li-3H2)-graphene結構對H2具有良好的可逆吸附性能.

進一步根據(jù)巨配分函數(shù)[34]求得在一定溫度下體系能夠吸附的平均H2分子數(shù), 在溫度T時,graphene-2Li-graphene能夠吸附的平均氫分子數(shù)由下面的公式計算得到:

圖 5 graphene-2(Li-3H2)-graphene在 77 和 300 K 下5 ps之后的動力學結構圖Fig. 5. The structures of graphene-2(Li-3H2)-graphene at 77 and 300 K after 5 ps dynamic times.

式中k為玻爾茲曼常數(shù), T是開爾文溫度, EaN為體系吸附N個H2時的平均吸附能,為一定壓強和溫度下 H2的化學勢. 由 (4)式計算可知, 在1 atm (1 atm = 1.01 × 105Pa), 400 K 的條件下, 每個Li原子能夠吸附的平均H2分子數(shù)為0.08,接近于 0, 因此, H2幾乎完全釋放. 因此, Li原子摻雜的三明治結構graphene-2Li-graphene可以實現(xiàn)在常溫常壓下對H2分子的可逆吸附.

4 結 論

本文主要得到以下幾點結論:

1)單層石墨烯中六元環(huán)面心位上方是單個Li原子的最穩(wěn)定位置, 但是Li原子與石墨烯的結合能(1.19 eV)小于固體Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 eV),因此當多個Li原子吸附時會發(fā)生成簇現(xiàn)象;

2) Li原子在雙層石墨烯之間摻雜形成的擴展三明治結構graphene-2Li-graphene中Li原子與雙層石墨烯的結合能高達3.43 eV, 遠大于固體Li的實驗內(nèi)聚能(1.63 eV), 因此當多個Li原子在雙層石墨烯之間摻雜時不會成簇;

3)周期三明治結構graphene-2Li-graphene中每個Li原子最多可以吸附3個H2分子, 儲氫密度高達 10.20 wt.%, 超過美國能源部制定的 5.5 wt.%的目標;

4)通過對態(tài)密度分析可知, Li原子摻雜的三明治graphene-2Li-graphene主要通過電場極化的作用吸附H2分子;

5)動力學和巨配分函數(shù)計算表明, Li原子內(nèi)摻雜的雙層石墨烯結構對H2分子具有良好的可逆吸附性能.