氫能因具有來源廣泛、能量利用率高、高效清潔等特點受到了廣泛關(guān)注,被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉�。然�?氫氣的可控生產(chǎn)、存儲和運輸一直是氫能利用領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)和瓶頸。甲酸擁有較高的H₂儲量(4.4 wt%),來源豐富,且室溫下呈液態(tài),能安全地存儲和運輸,因此被認為是一種最具有潛力的化學(xué)儲氫材料。甲酸可以通過兩條途徑發(fā)生分解反應(yīng):通過脫羧基反應(yīng)路徑生成H₂和CO₂,以及脫羰基反應(yīng)路徑生成CO,由于CO會使催化劑中毒而失去活性,因此后者需要被嚴格控制。鉑基催化劑是目前甲酸分解制氫非均相催化劑的主要活性組分,為了降低制造與使用成本以及進一步提高催化活性,尋求溫和條件下具有高活性和高選擇性的甲酸分解制氫催化劑是利用甲酸作為儲氫材料的關(guān)鍵。研究表明通過調(diào)整催化劑的組分、形貌等方法對催化劑進行修飾改性,不僅可以有效地提髙非均相催化劑對甲酸分解的催化活性和穩(wěn)定性,而且還可以很大程度減少副反應(yīng)的發(fā)生,從而延長催化劑的壽命。本論文以Pd-Co合金組成的核殼體系(Pd-Co@Pd)為甲酸脫氫催化劑,利用周期性密度泛函理論(DFT),系統(tǒng)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 氫能源背景介紹
    1.2 化學(xué)儲氫材料
    1.3 甲酸分解制氫催化劑
        1.3.1 均相催化劑
        1.3.2 多相催化劑
            1.3.2.1 純金屬催化劑
            1.3.2.2 合金及復(fù)合型催化劑
    1.4 甲酸脫氫反應(yīng)的理論研究
    1.5 本文的依據(jù)和內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)和計算方法
    2.1 第一性原理基礎(chǔ)理論
        2.1.1 第一性原理與薛定諤方程(Schr?dinger equation)
        2.1.2 Born-Oppenheimer絕熱近似
        2.1.3 Hartree-Fock單電子近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi定理
        2.2.2 Hohenberg–Kohn定理(多體理論)
        2.2.3 Kohn-Sham方程
    2.3 交換相關(guān)能泛函
    2.4 布洛赫定理(Bloch)布里淵區(qū)k點
    2.5 贋勢理論
    2.6 計算周期性模型
    2.7 第一性原理軟件VASP介紹
    2.8 過渡態(tài)計算方法
第三章 Pd及 Pd-Co@Pd核殼催化劑催化甲酸脫氫的機理研究
    3.1 引言
    3.2 計算方法與表面模型
        3.2.1 計算方法
        3.2.2 表面模型
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Pd_xCo_y@Pd(111)結(jié)構(gòu)熱力學(xué)穩(wěn)定性分析
        3.3.2 甲酸分解過程中中間體的吸附
        3.3.3 甲酸在Pd_xCo_y@Pd(111)和Pd(111)表面分解機理
            3.3.3.1 由O-H鍵活化的甲酸鹽(HCOO)路徑
            3.3.3.2 由C-H鍵活化的羧基(COOH)路徑
            3.3.3.3 由C-OH鍵活化的HCO路徑
    3.4 Pd_xCo_y@Pd和 Pd催化甲酸氧化活性和選擇性比較
        3.4.1 Pd_xCo_y@Pd和 Pd催化甲酸氧化活性的比較
        3.4.2 Pd_xCo_y@Pd和 Pd催化甲酸氧化選擇性的比較
    3.5 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)和展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻
作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和完成的論文
致謝



本文編號：3762128