锂代氨硼烷及aln薄片储氢性能的研究

《锂代氨硼烷及aln薄片储氢性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。作者签名：日期：学位论文使用授权声明本人授权沈阳师范大学研究生处，将本人硕士学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅；有权可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名

2、：日期：锂代氨硼烷及AlN薄片储氢性能的研究中文摘要本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一原理及分子动力学（MD）方法，解析了锂代氨硼烷LiNH2BH3（LAB）的稳定结构，通过理论计算探讨了LAB较氨硼烷NH3BH3（AB）放氢性能改善的原因。采用原子轨道线性组合（LCAO）方法，研究外加电场对单层AlN薄片储氢性能的影响。无外加电场时，AlN薄片吸氢最稳定的位置为N原子顶位。吸附在Al原子顶位的H2分子只需克服很小的能垒就可以扩散到N原子的顶位。外加电场后，H2分子可同时双层吸附在AlN薄片的上下表面。通过对加电场前后氢气的吸附能、键

3、长、系统的态密度等方面的研究，进一步论证了电场能够改善H2分子在AlN薄片表面的吸附稳定性及可逆性。论文的主要研究结果如下：（1）同AB相比，LAB晶体当中N与B原子交互作用的增强、LAB的能隙变小、与N和B作用的H原子的能级向费米能级处的明显移动，均导致了氢在LAB中稳定性的降低，使得LAB的放氢性能有了一定的改善。（2）在无外加电场作用下，AlN薄片吸附氢气的最稳定位置为N原子顶位，而次稳定位置为Al原子顶位。H2分子能够轻易地克服微小的能垒从Al原子位置扩散至N原子位置。（3）电场诱导的极化作用导致AlN薄片表面双层氢气分子吸附的成功

4、实现。研究发现，在垂直于AlN薄片向下的电场作用下，最稳定的吸附构型为上层氢气分子吸附在N原子顶位，下层氢气分子同时吸附在Al原子底位。（4）在一定的范围内，随着外加电场强度的增加，N-H和Al-H键长逐渐减小，而H-H键长逐渐增大；H2分子的吸附能也随电场强度逐渐增大；态密度对比分析发现在电场作用下N与H之间的交互作用明显较无外加电场时增强。表明在外电场的作用下AlN薄片的储氢稳定性的明显提高。（5）通过调控电场强度的大小，可实现氢气分子在AlN薄片表面的可逆吸附。关键词：储氢材料，释氢性能，电场极化，分子吸附，扩散能垒IInvestig

5、ationonHydrogenStoragePropertiesofLithiumAmidoboraneandSingleAlNSheetAbstractThestablestructureofLithiumamidoboraneLiNH2BH3(LAB)wasinvestigatedbyusingthefirst-principlesmethodbasedonthedensityfunctionaltheory(DFT)andtheMolecularDynamics(MD)method.Ourcalculatedresultsreveal

6、thereasonfortheimprovedhydrogendesorptionpropertyofLABascomparedwiththatofAB.ThenhydrogenstoragepropertiesonasingleAlNsheetunderanappliedelectricfieldwasinvestigatedbyusingthelinearcombinationofatomicorbital(LCAO)methodbasedontheDFT.ItisfoundthatthesiteontopoftheNatomisthe

7、favoritesiteforH2moleculeadsorptionwithoutanappliedelectricfield.Whenbeingappliedanelectricfield,H2moleculescanbeadsorbedonbothsideoftheAlNsheet.BycontrastingtheadsorptionenergyofH2molecules,theboundlengthofH-AlandH-Nbondsandthecorrspondingdensityofstates,werevealthattheel

8、ectricfieldcanbeusedtoenhancethestabilityandreversibilityofhydrogenstorage.Themainresults