钛取代掺杂pyracylene的结构及其储氢理论研究

论文摘要

近年来,由于氢气具备来源丰富,无污染,储能高和使用效率大等优点,氢能源受到广大学者的青睐,但是氢气如何储存以备利用是一个棘手的问题。寻找高效的储氢材料,成了广大科研工作者的工作重点。经过不懈的努力,越来越多的新型储氢材料在理论上被发现,实验上被合成。本文基于密度泛函理论,利用Gaussian 03软件对金属Ti取代掺杂pyracylene的结构以及相应的储氢能力进行系统的研究。首先,我们用Ti原子对pyracylene的四个不同的位置进行取代掺杂,经过Gaussian 03的分析,我们能够得到其中最稳定的结构。接着,对各个掺杂后之后的结构进行吸氢研究。结果发现,所有的取代物中,在III位取代之后的结构最稳定,而且其相应的储氢能力最强。

论文目录

• 内容提要
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 氢能源的介绍
• 1.1.1 氢能源优势
• 1.1.2 国内外对氢能源的政策
• 1.2 储氢材料的研究进展
• 1.2.1 高压气体压缩存储
• 1.2.2 液态氢存储
• 1.2.3 物理吸附存储
• 1.2.4 氢化物存储
• 1.2.5 化学反应存储
• 1.2.6 金属有机材料存储
• 1.2.7 非碳杂原子掺杂碳纳米材料存储
• 1.2.8 有机储氢材料
• 1.3 本论文研究体系
• 第二章 理论基础和计算方法
• 2.1 薛定谔方程及一些基本近似
• 2.2 分子轨道理论
• 2.2.1 闭壳层分子的HFR方程
• 2.2.2 开壳层分子的HFR方程
• 2.3 密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）
• 2.4 密度泛函理论的发展和应用
• 2.5 基组的选择
• 2.6 振动频率的计算
• 2.7 自然键轨道理论（NBO）
• 第三章 钛取代掺杂pyracylene的结构及其储氢理论研究
• 3.1 引言
• 3.2 计算方法
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 Ti取代掺杂pyracylene的几何构型和电子性质
• 3.3.2 取代产物的单个氢分子吸附
• 3.3.3 取代产物的多个氢分子吸附
• 3.3.4 吸附机理
• 3.4 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读学位期间的主要工作
• 致谢