隨著工業(yè)化進(jìn)展的加快,傳統(tǒng)化石能源的消耗也急劇增加,能源短缺和環(huán)境污染問題日益凸顯。因此,發(fā)展綠色新能源已經(jīng)成為共識。氫氣是一種可再生且燃燒熱值高的清潔能源,得到了各界的廣泛關(guān)注。尋找合適的載體材料進(jìn)行氫氣存儲,是該領(lǐng)域面臨的一個主要問題。近年來,利用多孔納米材料儲氫的方法得到了人們越來越多的關(guān)注。其中,石墨炔是一種新型二維碳基材料,具有傳統(tǒng)非金屬二維材料的優(yōu)良特性,比如比表面積大,質(zhì)地輕等特點(diǎn)。同時(shí),與石墨烯相比,石墨炔在儲氫方面的性能更加突出。本文通過結(jié)合第一性原理及蒙特卡洛模擬對三種石墨炔材料:H_4,4,4-graphyne,T_4,4,4-graphyne和Triphenylene-graphdiyne的儲氫過程及其原理進(jìn)行了深入的探索。論文中主要工作如下所述:(1)研究發(fā)現(xiàn)Na原子在H_4,4,4-graphyne表面的最佳吸附位位于炔環(huán)中心上方,最終通過4個Na原子修飾H_4,4,4-graphyne結(jié)構(gòu)以應(yīng)用于儲氫,Na原子的平均結(jié)合能大于其本身內(nèi)聚能,說明能夠穩(wěn)定吸附于材料表面而不發(fā)生團(tuán)聚...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.1H4,4,4-graphyne結(jié)構(gòu)的2×2超胞,其中（a）和（b）分別為俯視圖及側(cè)視圖，虛線

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章H4,4,4-graphyne的儲氫性能研究15中心上方位置），H2（矩形碳環(huán)中心上方位置）和C（24元超大碳環(huán)的角落位置）。鈉原子在這三個位置上的結(jié)合能分別為3.05eV，2.74eV和3.00eV。非常明顯，由于鈉原子在H1位置上的....

圖3.2(a)圖是四個鈉原子修飾的H4,4,4-graphyne原胞結(jié)構(gòu)，(b)-(e)圖則表示每個鈉原子吸附1-5個氫分子

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章H4,4,4-graphyne的儲氫性能研究16eV/H2，處于理想吸附能(0.2-0.4eV/H2)的范圍內(nèi)。接下來，研究每個鈉原子吸附兩個氫分子的情況。如圖3.2(c)所示，此時(shí)兩個氫分子分別占據(jù)了炔環(huán)的兩個角位置的上方，且向?qū)?yīng)的....

圖3.377K，233K和298K三種不同的溫度下，儲氫密度隨著外界壓強(qiáng)變化的情況；插圖

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章H4,4,4-graphyne的儲氫性能研究

圖4.1T4,4,4-graphyne結(jié)構(gòu)的2×2超胞,其中(a)和(b)分別為俯視圖及側(cè)視圖，虛線部分表示的是T4,4,4-graphyne的原胞

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第四章T4,4,4-graphyne的儲氫性能研究21圖4.1T4,4,4-graphyne結(jié)構(gòu)的2×2超胞,其中(a)和(b)分別為俯視圖及側(cè)視圖，虛線部分表示的是T4,4,4-graphyne的原胞。灰色球代表碳原子。然而，對于這兩種金屬....

本文編號：3917832