近年来碳纳米以独特的性能和诱人的应用前景，吸引了众多科研工作者的关注。1997年，Dilion等人发现了单壁碳纳米管具有很好的储氢特性，为了更好的利用氢气作为不污染环境的清洁能源，碳纳米管的储氢研究成了人们研究的热点。尽管目前有些实验和理论结果是比较令人兴奋的，已经接近或超过了美国能源部(DOE)制定的氢发展规划目标(重量效率达到6.5wt[％]，体密度达到62KgH<,2>/m<3>)，但是很多实验和理论结果表明，在近期和中期，这一目标很难实现。因此，在碳纳米管储氢研究领域中仍有很多问题亟待解决。如不同研究组的实验结果相差很大；理论研究与实验研究结果不吻合等。为了解决这些问题，必须对储氢机理进行进一步的探索，只有明确了氢在碳纳米管中的存储机制才能从根本上澄清碳纳米管储氢的种种疑问。 随着高性能计算机的开发，计算机模拟在今天的科学研究中起着重要的作用，成为继理论和实验之后，研究物质世界的第二大工具，是沟通理论与实验的桥梁，不仅可以辅助实验，而且可以得到一些实验无法测量的结构，并能深入揭示所研究系统的内在行为机制。在研究碳纳米管的储氢性能中，计算机模拟成为最重要的一种研究手段，丰要的模拟方法有巨正则蒙特卡罗方法、从头算法(ab-nitio)以及采用经验势的分了动力学模拟方法。 本论文采用分子动力学模拟方法研究了苯修饰碳纳米管的储氢以及双壁碳纳米管与氘原予的碰撞反应。论文共分为两部分，第一部分介绍了进行研究工作的理论基础，第二部分介绍了本人在攻读硕士学位期间所作的工作。丰要内容如下： 1．研究工作的理论基础 从头算法和分了动力学模拟是计算机计算和模拟的两种重要方法。从头算法是从量子力学第一原理出发，通过自恰迭代求解薛定谔方程，可以预测材料的各种微观性质；采用经验势场的分了动力学模拟程序简单，计算速度快，能处理较大的体系，是研究工作者从事材料设计、物性研究的有力工具。在第二章里介绍了从头算法和分了动力学模拟的基本原理、积分算法等，并对Brenner经验势和Langevin分了动力学进行了简要的介绍。第二章介绍了氢能源的性质、存储方法以及碳纳米管的结构、性质和应用。 2．苯残基修饰碳纳米管的储氢 论文的第四章研究了苯残基修饰的碳纳米管的储氢情况。能量为50eV的苯分子沿着垂直于碳纳米僻轴向的方向射向碳纳米管，与其碰撞后化学吸附在碳纳米管上。我们分析了苯分了与碳纳米管碰撞后的产物，并对它的储氢特性进行了研究。发现在相同的条件下，普通的碳纳米管与苯残基修饰的碳纳米管的储氢重量百分比分别为3.9％和4.73％，这说明苯的修饰增加了碳纳米管的储氢能力。 3．氘与双壁碳纳米管的相互作用 第五章介绍了低能的氘原了与双壁碳纳米管的碰撞反应。具有一定能量的氘原了朝着碳纳米管管壁上一个碳六环运动，由于入射能量和碰撞点的不同，我们发现五种碰撞产物：(a)氘原了被反弹回去；(b)氘原了吸附在双壁碳纳米管的外壁上；?氘原了吸附在外管(10，10)管的内壁上；(d)氘原子吸附在内管(5，5)管的内壁上；(e)氘原了进入(5，5)管内部，并且被捕获在管内。而氘原子的入射能量在leV-30eV内选取。当氘原了的入射能量在14eV-20eV时，氘原了束缚在双壁碳纳米管的内层管中的几率是比较大的，最大的几率为32.3％。应用这种注入的方法，我们可以得到高密度的内贮氘。