学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

B_(32)及金属缀饰硼片的结构与储氢性能预测

作　者: 马瑾瑜
导　师: 刘英; 王静
学　校: 河北师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 密度泛函理论 B32团簇储氢材料
分类号: O469
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近几年，随着对碳富勒烯、碳纳米管及石墨烯等研究的不断深入，元素周期表中与碳相邻的硼元素，以其轻质、缺电子等特点，引起了人们的广泛关注，如小尺寸的硼团簇、硼纳米管、硼富勒烯及类石墨烯的二维硼片等。本文基于密度泛函理论研究了B₃₂团簇的各种结构及其稳定性，并研究了-硼片和Z（1/12）硼片的储氢特性。主要结果如下：（1）在广泛搜索的B₃₂团簇的稳态结构中，交错的双环结构被证明是最稳定的。此外，我们还发现了四种亚稳态结构。构造了一种新型的B₃₂橄榄球结构，以此结构作为“胚芽”，进一步构造了一系列细的纳米管。（2）研究了碱土金属AEM（Be、Mg、Ca）原子修饰22-硼片的储氢性质，发现Ca原子修饰-硼片是理想的储氢材料。计算结果表明，从Ca到-硼片存在着电荷转移。2个Ca原子分布在-硼片的空位两侧，每个Ca原子可以吸附4个H2，平均吸附能为0.133eV，储氢质量密度为8.77wt.%。氢分子的吸附主要是通过静电相互作用及Ca的3d轨道和H的s轨道间的杂化作用。（3）2×2Z（1/12）硼片双侧吸附H2的平均吸附能为0.103eV，储氢量只有3.3wt.%，主要是物理吸附；Li修饰Z（1/12）硼片后，每个Li可以吸附4个H2，平均吸附能为0.247eV，储氢质量密度达到了10.8wt.%，差分电荷密度分析表明，储氢机制主要是极化作用和轨道杂化作用。理论计算结果表明Li修饰Z（1/12）硼片有望成为一种高效理想的储氢材料。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-19
  1.1 硼团簇研究进展  9-11
  1.2 储氢技术研究进展  11-17
    1.2.1 高温压缩储氢  11-12
    1.2.2 低温液态储氢  12
    1.2.3 金属氢化物储氢  12-13
    1.2.4 固态吸附储氢  13-17
  1.3 论文选题及研究内容  17-19
第二章理论基础与计算方法  19-22
  2.1 密度泛函理论简介  19-21
    2.1.1 Thomas-Fermi 模型  19
    2.1.2 Hohenberg-Kohn 定理  19-20
    2.1.3 Kohn-Sham 方程  20-21
  2.2 相关科学计算软件  21-22
第三章 B_(32)的稳定结构及它的橄榄球结构和纳米管  22-34
  3.1 引言  22
  3.2 计算方法  22
  3.3 结果与讨论  22-33
    3.3.1 结构及其稳定性分析  22-30
    3.3.2 基于橄榄球状 B_(32)团簇的硼纳米管  30-33
  3.4 小结  33-34
第四章碱土金属修饰 -硼片的储氢研究  34-44
  4.1 引言  34-35
  4.2 计算方法及模型  35
  4.3 结果与讨论  35-43
    4.3.1 2×2 α-硼片上氢分子的吸附  35-36
    4.3.2 碱土金属（AEM）缀饰 2×2α -硼片  36-38
    4.3.3 碱土金属（AEM）修饰的 2×2α -硼片的储氢研究  38-43
  4.4 小结  43-44
第五章 Li 原子修饰 Z(1/12)硼片的储氢研究  44-52
  5.1 引言  44-45
  5.2 计算方法及模型  45
  5.3 结果与讨论  45-51
    5.3.1 Z(1/12)硼片储氢性质  45-46
    5.3.2 Li 原子修饰 Z(1/12)硼片  46-48
    5.3.3 Li 修饰的 Z(1/12)硼片的储氢性能  48-51
  5.4 小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-61
致谢  61

B_(32)及金属缀饰硼片的结构与储氢性能预测

内容摘要

全文目录

相似论文