發(fā)布時間：2023-02-09 19:55

　　硼氫化鈉是一種高效、環(huán)保的化學氫化物,它作為化學儲氫材料具有以下優(yōu)點:儲氫密度大、產氫純度高、反應溫度低、能量循環(huán)利用率高�？捎脕碇圃熘苯优饸浠锶剂想姵�(Direct borohydride fuel cell,DBFC)。NaBH₄堿性溶液中BH₄^-的溶劑化與離子締合對直接氫化物燃料電池中NaBH₄溶液的穩(wěn)定起著極其重要的作用。研究硼氫化鈉堿性溶液結構有助于了解硼氫化鈉的水解機理,從而為新型燃料電池的研發(fā)提供理論依據(jù)。本研究以硼氫化鈉堿性溶液為研究對象,采用拉曼光譜監(jiān)測硼氫化鈉水解過程以及硼氫化鈉堿性溶液結晶過程中的結構變化。用密度泛函理論(DFT)計算的方法優(yōu)化硼氫化鈉堿性溶液微觀模型并探究其詳細結構信息。將X射線散射實驗和模型計算相結合,探究氫氧化鈉濃度對硼氫化鈉溶液微觀結構的影響,得出以下結論:(1)用改變環(huán)境濕度的方法原位跟蹤硼氫化鈉堿性溶液的結晶以及硼氫化鈉晶體水化過程,未觀察到新的物種生成,但不排除由于拉曼光譜的局限性,未能捕捉到關鍵信息的可能性。環(huán)境濕度的逐漸增大,導致水分子與硼氫...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 溶液結構研究方法簡介
        1.3.1 散射法
        1.3.2 光譜法
        1.3.3 計算機模擬法
    1.4 研究內容
第二章 NaBH₄堿性溶液Raman光譜研究
    2.1 引言
    2.2 拉曼光譜技術
        2.2.1 拉曼光譜基本原理
        2.2.2 共聚焦顯微拉曼
    2.3 實驗部分
        2.3.1 實驗試劑、儀器
        2.3.2 拉曼光譜儀參數(shù)
        2.3.3 NaBH₄?2H₂O晶體的合成
        2.3.4 濕度控制裝置
    2.4 結果與討論
        2.4.1 NaBH₄?2H₂O晶體的表征
        2.4.2 理論計算
        2.4.3 不同濃度的硼氫化鈉堿性溶液結構
        2.4.4 硼氫化鈉堿性溶液小液滴結晶過程
        2.4.5 硼氫化鈉晶體水化過程
    2.5 本章小結
第三章 基于X射線散射法探究堿濃度對NaBH₄堿性溶液結構的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 X射線散射實驗條件
        3.2.3 X射線散射數(shù)據(jù)處理
    3.3 結果與討論
        3.3.1 散射曲線
        3.3.2 結構函數(shù)
        3.3.3 徑向分布函數(shù)
    3.4 模型擬合
        3.4.1 水合鈉離子
        3.4.2 水合硼氫根離子
        3.4.3 離子締合
        3.4.4 本體水
    3.5 本章小結
第四章 NaBH₄堿性溶液結構的DFT計算
    4.1 引言
    4.2 密度泛函理論計算
    4.3 結果與討論
        4.3.1 團簇結構
        4.3.2 玻爾茲曼分布
        4.3.3 拉曼光譜
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3739157