碳纳米管在析氧反应中的吸附性能研究

发布时间：2024-01-21 11:37

　　能源转换是解决能源短缺和环境污染问题的有效手段之一。近年来,为了找到活性好和高选择性的催化剂材料来解决能源转换问题,科学家们研究了大量的金属和非金属催化剂材料。其中,碳基纳米材料因其具备资源丰富、价格低廉和高电导率的特点,成为最优选择的催化剂之一。然而,纯碳基纳米材料表面较差的吸附性能限制了这种材料的应用,所以改善碳基纳米材料的吸附性能成为了其应用的关键,缺陷或力学形变是其中最重要方法之一。本文采用第一性原理的方法,以碳基纳米材料的重要组成部分碳纳米管(CNT)为主要研究对象,通过空位缺陷、掺杂与力学形变的协同作用,多个官能团在不同形变程度下CNT的活性中心上的吸附性能。主要研究内容如下:(1)计算研究了径向压缩和轴向拉伸对O*、OH*、OOH*在含单碳原子空位(MV)的(7,0)、(8,0)和(9,0)CNT在OER中吸附性能的影响。在压缩形变0.5%-5.0%区域内,结果表明O*、OH*和OOH*中间态吸附在表面活性位点C原子上吸附能降低,过程反应能表明O*→OOH*随形变程度增大而更容易进行;在拉伸形变0.5%-5.0%区域内,随形变程度增大,结果表明(7,0)和(8,0)CNT...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 清洁能源
    1.2 碳基材料
    1.3 催化反应
    1.4 碳基材料在催化反应中的应用
    1.5 研究内容概述
第二章 理论基础
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 广义梯度近似
    2.2 计算方法
第三章 拉压形变和单空位碳纳米管的吸附性能
    3.1 引言
    3.2 计算模型和方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 (7,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
        3.3.2 (8,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
        3.3.3 (9,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
    3.4 本章小结
第四章 拉压形变和B掺杂碳纳米管的吸附性能
    4.1 引言
    4.2 计算模型和方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 (7,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
        4.3.2 (8,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
        4.3.3 (9,0)单壁碳纳米管表面的吸附性能
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果
致谢



本文编号：3881913