b32及金属缀饰硼片结构和储氢性能预测

《b32及金属缀饰硼片结构和储氢性能预测》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、学位论文原创，I生声明本人所提交的学位论文《B32及金属缀饰硼片的结构与储氢性能预测》，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体己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，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者(签名)；勇秘b偷指导教师确认(签名)：云悔78f，弓年弓月／o日7矽伤年易月／口日。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论文的

2、全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在——年解密后适用本授权书)论文作者(签名)：乃蝴歹可易年易月／口日指导教师(签名)：云k臼冬≯彩乡年弓月／匆日。摘要近几年，随着对碳富勒烯、碳纳米管及石墨烯等研究的不断深入，元素周期表中与碳相邻的硼元素，以其轻质、缺电子等特点，引起了人们的广泛关注，如小尺寸的硼团簇、硼纳米管、硼富勒烯及类石墨烯的二维硼片等。本文基于密度泛函理论研究了B32团簇的各种结构及其稳定性，并研究了伐．硼片和Z(1／12)硼片的储氢特性。主要结果如下：(1)在广泛搜索的B32团簇的稳态结构

3、中，交错的双环结构被证明是最稳定的。此外，我们还发现了四种亚稳态结构。构造了一种新型的B32橄榄球结构，以此结构作为“胚芽”，进一步构造了一系列细的纳米管。(2)研究了碱土金属AEM(Be、Mg、Ca)原子修饰2×2c‘．硼片的储氢性质，发现Ca原子修饰口．硼片是理想的储氢材料。计算结果表明，从Ca到d．硼片存在着电荷转移。2个Ca原子分布在q．硼片的空位两侧，每个Ca原子可以吸附4个H2，平均吸附能为0．133eV，储氢质量密度为8．77叭．％。氢分子的吸附主要是通过静电相互作用及Ca的3d轨道和H的s轨道间的杂化作用。(3)2×2Z(1／12)硼片双侧吸附H2的平均

4、吸附能为0．103eV，储氢量只有3．3叭．％，主要是物理吸附；Li修饰Z(1／12)硼片后，每个Li可以吸附4个H2，平均吸附能为O．247eV，储氢质量密度达到了lO．8坩．％，差分电荷密度分析表明，储氢机制主要是极化作用和轨道杂化作用。理论计算结果表明Li修饰Z(1／12)硼片有望成为一种高效理想的储氢材料。关键词：密度泛函理论，B32团簇，储氢材料AbstractInrecentyearS，、)~，ithcarbonnallostnlctllresincludingcarbonnanotubes，carbon如llerenes，a

5、1dgrapheneshaVi

6、ngbeendeeplyinvestigated，theboronnanostmctureshaVe谢delyattraCtedanention．BoronelementhaSthecharactersofli曲tweightandelectronsdeficiency．ItsnaIlostmctul．esincludesmallsizeboronclusters，boronnanotubes，boron如11erenesa11d掣aphene—likeboronsheets．1nthisdissertation，basedondensity&mctionaltheoⅨ

7、wecalculationsthelowest—lyingcon69urationsofB32clusters锄dinVestigatethepropertiesofhydrogenstorageonmetaldecoratedplanarboronsheet．Theresultsa】leasf．ollows：(1)AmongtheB32clustersWhichwehaVewidelysearched，astaggereddouble—ringtubulehasbeencoⅢlmedaSastrongcandidateforthe910balminimum．Fourn

8、ewmetastableB32stnlctureshaVealsobeenobserVed，aIldinaddition，weidenti匆anoVelstableB32m曲y·1iketubularstmcmrethatmaybeanemb巧omatcanbeextendedintonanotubes，AseriesofthinboronnanotubesarederivedbasedonⅡ1isisomer．(2)Wecalculationmepropertiesofhydrogenstorageonalkaline—earthmet