Ti与石墨炔对MAlH 4 （M=Li,Na）储/放氢反应影响的第一性原理研究
发布时间：2021-02-19 19:46
配位氢化物作为储氢材料的吸/放氢过程主要有2个瓶颈:一是放氢动力学所需克服的势垒过高;二是需要外环境提供较高的热力学驱动力。前者可以通过催化剂降低放氢动力学势垒,但却不能解决热力学问题,这也是现今高储氢量氢化物不能实际应用的原因之一。考虑到储氢容量因素,Na Al H4和Li Al H4无疑是研究高氢容量配位氢化物的首选材料。本文以Na Al H4和Li Al H4的第一步放氢反应为研究对象,通过对放氢反应过程中的反应物、中间物质和生成物以及催化的研究,尝试解决Li Al H4第一步放氢反应不可逆的瓶颈,探索了Li3Al H6通过Al H3作为中间反应物再氢化生成Li Al H4的反应机制。本文从电子结构和能量层次上研究了Ti对MAl H4（M=Li,Na）放氢性能影响的作用机理。掺杂能计算结果表明Ti掺杂在Li Al H4体系中更稳定。Li Al H4体系中,Ti主要是降低了[Al H4]基团的稳定性并倾向于占据Al位置。Ti的掺杂通过与Al和H成键,减弱[Al H4]基团中Al-H间相互作用,达到促进H释放的目的。本文探索了Ti/Ni体相和（111）面掺杂对Al H3放氢性能的影响...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 氢的储存方式
1.2.1 物理储氢方法
1.2.2 化学储氢方法
3和Al基碱金属配位氢化物"> 1.3 AlH3和Al基碱金属配位氢化物
3储氢材料的研究现状"> 1.3.1 AlH3储氢材料的研究现状
1.3.2 Al基碱金属配位氢化物的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 材料体系与计算方法
2.1 材料体系
4体系"> 2.1.1 MAlH4体系
3体系"> 2.1.2 AlH3体系
3AlH6体系"> 2.1.3 M3AlH6体系
2.2 计算方法
2.2.1 计算软件
2.2.2 计算细节
4（M=Li,Na）的放氢性质影响机制">第3章 Ti对MAlH4（M=Li,Na）的放氢性质影响机制
3.1 引言
4的结构特征"> 3.2 MAlH4的结构特征
4的放氢性能的影响机制"> 3.3 Ti对MAlH4的放氢性能的影响机制
3.3.1 替代掺杂
3.3.2 间隙掺杂
3.4 本章小结
3（111）表面的放氢性质研究">第4章 Ti对AlH3（111）表面的放氢性质研究
4.1 引言
3表面研究"> 4.2 AlH3表面研究
3（111）表面放氢性能影响"> 4.3 Ti/Ni掺杂AlH3（111）表面放氢性能影响
4.3.1 替代掺杂
4.3.2 Ti/Ni原子的表面吸附
4.4 本章小结
3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制">第5章 Ti催化AlH3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制
5.1 引言
3AlH6结构特征"> 5.2 M3AlH6结构特征
3AlH6本征缺陷的影响机制"> 5.3 Ti掺杂对M3AlH6本征缺陷的影响机制
3AlH6（010）表面的放氢性能的影响机制"> 5.4 Ti替代Al掺杂对M3AlH6（010）表面的放氢性能的影响机制
3AlH6（010）表面体系放氢性能影响"> 5.4.1 Ti替代Al掺杂对Na3AlH6（010）表面体系放氢性能影响
3AlH6（010）表面体系放氢性能影响"> 5.4.2 Ti替代Al掺杂对Li3AlH6（010）表面体系放氢性能影响
3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制"> 5.5 Ti催化AlH3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制
3在Li3AlH6表面的吸附行为"> 5.5.1 AlH3在Li3AlH6表面的吸附行为
3-Li3AlH6表面的催化机制"> 5.5.2 Ti对AlH3-Li3AlH6表面的催化机制
5.6 本章小结
4（M=Li,Na）分子团簇的放氢性质影响机制">第6章 石墨炔对MAlH4（M=Li,Na）分子团簇的放氢性质影响机制
6.1 引言
6.2 计算方法
4分子的放氢性能影响"> 6.3 GD/GP对MAlH4分子的放氢性能影响
6.3.1 结构特征
6.3.2 H解离能
6.3.3 电子结构
6.4 本章小结
结论
创新点
展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti催化剂对NaAlH4和Na3AlH6可逆储氢性能的影响[J]. 任玲. 昆明学院学报. 2013(03)
[2]催化剂对LiAlH4+MgH2体系放氢性能的影响及催化机理[J]. 丁向前,朱云峰,卫灵君,宦清清,李李泉. 中国有色金属学报. 2013(05)
[3]杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究[J]. 朱朝阳,马煜,张素敏,王宏志,曹一林. 含能材料. 2011(06)
[4]MAlH4（M=Li,Na）储氢材料[J]. 陶占良,陈军. 化学进展. 2009(09)
[5]球磨处理对LiAlH4放氢动力学的影响[J]. 孙泰,黄存可,董汉武,王辉,朱敏. 西安交通大学学报. 2008(02)
[6]储氢研究进展[J]. 许炜,陶占良,陈军. 化学进展. 2006(Z1)
[7]燃料电池车车载储氢系统的技术发展与应用现状[J]. 陈长聘,王新华,陈立新. 太阳能学报. 2005(03)
[8]我国金属氢化物化学研究[J]. 袁华堂,高学平,杨化滨,宋德瑛,张允什,申泮文. 化学通报. 1999(11)
[9]氢化铝钠合成方法的研究[J]. 申泮文,张允什,王达,陈声昌. 化学世界. 1988(01)
博士论文
[1]Mg（BH4）2储氢材料掺杂改性的第一性原理研究[D]. 时斌.哈尔滨工业大学 2013
[2]几种低维储氢材料的结构设计和性能预测[D]. 郭艳华.南京大学 2013
[3]掺杂Ti的NaAlH4相关系和缺陷热力学的第一原理研究[D]. 黄存可.华南理工大学 2009
硕士论文
[1]MgF2表面结构稳定性及Ta在其表面吸附的密度泛函研究[D]. 张莉莉.太原理工大学 2011
[2]RENi5基合金电子结构及储氢性能研究[D]. 黄红强.广西大学 2011
[3]掺杂元素对LiAlH4和LiBH4放氢性能影响的第一性原理研究[D]. 党文强.兰州理工大学 2011
本文编号：3041597
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 氢的储存方式
1.2.1 物理储氢方法
1.2.2 化学储氢方法
3和Al基碱金属配位氢化物"> 1.3 AlH3和Al基碱金属配位氢化物
3储氢材料的研究现状"> 1.3.1 AlH3储氢材料的研究现状
1.3.2 Al基碱金属配位氢化物的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 材料体系与计算方法
2.1 材料体系
4体系"> 2.1.1 MAlH4体系
3体系"> 2.1.2 AlH3体系
3AlH6体系"> 2.1.3 M3AlH6体系
2.2 计算方法
2.2.1 计算软件
2.2.2 计算细节
4（M=Li,Na）的放氢性质影响机制">第3章 Ti对MAlH4（M=Li,Na）的放氢性质影响机制
3.1 引言
4的结构特征"> 3.2 MAlH4的结构特征
4的放氢性能的影响机制"> 3.3 Ti对MAlH4的放氢性能的影响机制
3.3.1 替代掺杂
3.3.2 间隙掺杂
3.4 本章小结
3（111）表面的放氢性质研究">第4章 Ti对AlH3（111）表面的放氢性质研究
4.1 引言
3表面研究"> 4.2 AlH3表面研究
3（111）表面放氢性能影响"> 4.3 Ti/Ni掺杂AlH3（111）表面放氢性能影响
4.3.1 替代掺杂
4.3.2 Ti/Ni原子的表面吸附
4.4 本章小结
3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制">第5章 Ti催化AlH3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制
5.1 引言
3AlH6结构特征"> 5.2 M3AlH6结构特征
3AlH6本征缺陷的影响机制"> 5.3 Ti掺杂对M3AlH6本征缺陷的影响机制
3AlH6（010）表面的放氢性能的影响机制"> 5.4 Ti替代Al掺杂对M3AlH6（010）表面的放氢性能的影响机制
3AlH6（010）表面体系放氢性能影响"> 5.4.1 Ti替代Al掺杂对Na3AlH6（010）表面体系放氢性能影响
3AlH6（010）表面体系放氢性能影响"> 5.4.2 Ti替代Al掺杂对Li3AlH6（010）表面体系放氢性能影响
3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制"> 5.5 Ti催化AlH3-M3AlH6（M=Li,Na）体系中形成MAlH4的作用机制
3在Li3AlH6表面的吸附行为"> 5.5.1 AlH3在Li3AlH6表面的吸附行为
3-Li3AlH6表面的催化机制"> 5.5.2 Ti对AlH3-Li3AlH6表面的催化机制
5.6 本章小结
4（M=Li,Na）分子团簇的放氢性质影响机制">第6章 石墨炔对MAlH4（M=Li,Na）分子团簇的放氢性质影响机制
6.1 引言
6.2 计算方法
4分子的放氢性能影响"> 6.3 GD/GP对MAlH4分子的放氢性能影响
6.3.1 结构特征
6.3.2 H解离能
6.3.3 电子结构
6.4 本章小结
结论
创新点
展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti催化剂对NaAlH4和Na3AlH6可逆储氢性能的影响[J]. 任玲. 昆明学院学报. 2013(03)
[2]催化剂对LiAlH4+MgH2体系放氢性能的影响及催化机理[J]. 丁向前,朱云峰,卫灵君,宦清清,李李泉. 中国有色金属学报. 2013(05)
[3]杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究[J]. 朱朝阳,马煜,张素敏,王宏志,曹一林. 含能材料. 2011(06)
[4]MAlH4（M=Li,Na）储氢材料[J]. 陶占良,陈军. 化学进展. 2009(09)
[5]球磨处理对LiAlH4放氢动力学的影响[J]. 孙泰,黄存可,董汉武,王辉,朱敏. 西安交通大学学报. 2008(02)
[6]储氢研究进展[J]. 许炜,陶占良,陈军. 化学进展. 2006(Z1)
[7]燃料电池车车载储氢系统的技术发展与应用现状[J]. 陈长聘,王新华,陈立新. 太阳能学报. 2005(03)
[8]我国金属氢化物化学研究[J]. 袁华堂,高学平,杨化滨,宋德瑛,张允什,申泮文. 化学通报. 1999(11)
[9]氢化铝钠合成方法的研究[J]. 申泮文,张允什,王达,陈声昌. 化学世界. 1988(01)
博士论文
[1]Mg（BH4）2储氢材料掺杂改性的第一性原理研究[D]. 时斌.哈尔滨工业大学 2013
[2]几种低维储氢材料的结构设计和性能预测[D]. 郭艳华.南京大学 2013
[3]掺杂Ti的NaAlH4相关系和缺陷热力学的第一原理研究[D]. 黄存可.华南理工大学 2009
硕士论文
[1]MgF2表面结构稳定性及Ta在其表面吸附的密度泛函研究[D]. 张莉莉.太原理工大学 2011
[2]RENi5基合金电子结构及储氢性能研究[D]. 黄红强.广西大学 2011
[3]掺杂元素对LiAlH4和LiBH4放氢性能影响的第一性原理研究[D]. 党文强.兰州理工大学 2011
本文编号：3041597
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3041597.html
