摘要: 我们采用B3LYP/6-311G(d, p)水平的密度泛函理论对杯4芳烃和杯4吡咯分子进行几何结构优化，并在同一理论水平下计算了Li/Li⁺/Na/Na⁺与杯4芳烃/杯4吡咯之间的相互作用。研究结果表明，杯4芳烃/杯4吡咯与Li⁺/Na⁺之间的吸附能显著高于其与对应Li/Na体系的吸附能，这可能源于Li⁺/Na⁺与杯4芳烃及杯4吡咯中氧氮键（O/N）和π键的相互作用。吸附Li/Li⁺和Na/Na⁺后，杯4芳烃与杯4吡咯的能隙值显著降低，表明其具有优异导电性能。因此可推断杯4芳烃和杯4吡咯适合作为锂离子电池和钠离子电池的负极材料。此外，针对四组复合物（Li/Li⁺@杯4芳烃、Li/Li⁺@杯4吡咯、Na/Na⁺@杯4芳烃及Na/Na⁺@杯4吡咯）测得的电池电压数据表明：杯4吡咯更适用于锂离子电池负极材料，而杯4芳烃则更适合钠离子电池应用。本研究为杯4芳烃和杯4吡咯在锂离子及钠离子电池中作为负极材料的应用提供了理论支撑与指导依据。