本文首先阐述了研究碳纳米管储氢的意义所在,指出碳纳米管是一种很有前途的储氢新材料。 其次,对国内外储氢研究进展进行了全面综述,归纳出理论和实验研究的主要成果。介绍了理论上研究碳纳米管储氢的三种主要方法:1.基于各种势函数的巨正则蒙特卡罗(GCMC—Grand Canonical Monte Carlo)方法。2.基于各种势函数的经典分子动力学(MD—Molecular Dynamics)方法。3.基于量子理论的密度泛函理论(DFT—Density Function Theory)。 然后,建立一个包含巨正则系综信息的分子动力学模拟元胞和弹性碰撞机制,采用Lennard-Jones势能模型和MD方法,对单壁碳纳米管储氢的物理吸附过程进行了模拟计算。系统地研究了单壁碳纳米管的物理吸附储氢量与管径、温度、压力之间的关系。通过分析不同温度下氢分子在不同管径碳纳米管中的吸附等温线,发现高压、低温条件下,适当地增大管径有利于碳纳米管储氢。同时,与GCMC方法及DFT方法的模拟计算结果相比较,表明本文提出的计算方法结果正确、切实可行。从而实现了分子动力学方法在巨正则系综研究中的应用。 最后,对全文进行了总结并对阵列碳纳米管储氢的分子动力学研究做了展望。