Ni、V及V基化合物添加对Mg 17 Al 12 （110）储氢性能影响的第一性原理研究

发布时间：2021-02-03 21:26

　　本文采用第一性原理计算方法,基于密度泛函理论的平面波赝势（PW-PP）方法,通过Materials studio软件的CASTEP模块计算了H2和H在清洁Mg17Al12（110）面吸附、解离和扩散过程,通过对体系几何结构和电子结构的讨论研究体系储氢性能的影响;同时,对不同浓度过渡金属Ni替代掺杂Mg17Al12（110）面和Ni吸附掺杂Mg17Al12（110）面储氢性能影响进行了对比研究;此外,我们研究了 V及其化合物的加入对Mg17Al12（110）面合金储氢性能影响。其中,V考虑了替代和吸附两种情况,而V的氧化物和碳化物只考虑了它们在（110）面吸附的结构。主要的研究结论如下:1、通过密度泛函理论研究H2和H在清洁Mg17Al12（110）面吸附以及H2在面上的解离和H原子在体系内部的扩散过程。结果表明,H原子和H2分子更喜欢吸附在Mg17Al12（110）表面的Mg-Mg桥位（j和h位置）上。H2分子在表面上的最低解离势垒是0.87eV。氢原子从表面渗透到体系内,最小势垒为0.63eV。在体系内部,氢的扩散行为变得更容易,最大势垒能量为0.24eV,越往里渗透势垒能量越低。P... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－ｌＭｇ－Ａｌ合金的二元相图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｍｇ－Ａｌ?ａｌｌｏｙ??

３．３．２?Ｈ在Ｍｇ１７Ａｌ１２（１１０）表面上的吸附??对于氢吸附表面的体系，我们考虑了氢在Ｍｇ１７Ａｌ１２（１１０）表面上不同的吸附位置（原??子顶位和桥位）。图３－２显示了氢吸附在Ｍｇ１７Ａｌ１２（１１０）表面的所有详细初始吸附位置，??其中包含Ｍｇｌ顶位（ａ），Ｍｇ２顶位（ｂ）?，?Ｍｇ３顶位（ｃ），Ａｌｓｕｒ顶位（ｄ）?（ｇ），??Ｍｇｌ－Ｍｇ２?桥位（ｈ），Ｍｇ２－Ｍｇ３?桥位（ｉ，ｊ），Ｍｇ２－Ａｌｓｕｂ桥位（ｋ）?，Ｍｇ３－Ｍｇ３?桥位??１０??

层向外移动。此外，Ｈ吸附于ｊ位和ｈ位的垂直吸附高度（ＡＨｓｕｒＪ１）分别是？１．１０Ａ和??？１．０９Ａ比Ｈ吸附于ｎ位的垂直吸附高度？１．２８Ａ小。??为了了解Ｈ吸附在Ｍｇ１７Ａｌ１２（１１０）表面上原子电子结构的相互作用，图３－３给出了清??洁的Ｍｇｉ７ＡｌＩ２（ｌｌ〇）表面和吸附Ｈ后Ｍｇｉ７Ａｈ２（ｌｌ〇）系统全部和部分态密度（ＰＤＯＳ）。??ＴＯＯＳ表明Ｈ吸附后与Ｈ吸附前表面之间的相互作用是有区别的。在图３－３?（ｂ）和（ｃ）??中，Ｈ吸附在Ｍｇ－Ｍｇ桥（ｊ和ｈ位置）体系的情况下，Ｈ?ｓ和Ｍｇ?ｓ之间存在强烈的杂化??现象。对于Ｈ吸附在Ｍｇ－Ａｌ桥位（ｎ点）上的体系，Ｈｓ态的主峰在－４．０至－７．５ｅＶ范围??内与Ａ１和Ｍｇ相互作用明显（见图３－３?（ｄ））。??１１??

【参考文献】：
期刊论文
[1]过渡金属元素X（X=Ni,Ti,V）掺杂对Mg17Al12合金结构的影响[J]. 张子艳,孙珍珍,罗红整,郭进,宁华.  广西科学. 2017(04)
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[3]Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的机理[J]. 周惦武,刘金水,卢远志,张楚惠.  中国有色金属学报. 2008(01)

硕士论文
[1]V,Ti,Zr基催化剂对Mg17Al12储氢性能影响的研究[D]. 徐凡.广西大学 2016



本文编号：3017181