【摘要】：氫能,作為一種清潔新能源,來(lái)源豐富,對(duì)環(huán)境友好,被賦予取代化石能源的期望。然而,氫氣的儲(chǔ)存已經(jīng)是制約著其規(guī)�；l(fā)展的瓶頸。傳統(tǒng)的壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫罐、液態(tài)氫氣罐儲(chǔ)氫方法都不夠理想,既不安全也無(wú)法滿足商業(yè)應(yīng)用要求,更是距離車載移動(dòng)能源的標(biāo)準(zhǔn)還相當(dāng)遠(yuǎn)。目前被提到過(guò)作為儲(chǔ)氫媒介的四種主要材料有：金屬氫化物、配位氫化物、金屬有機(jī)框架(metal organic frameworks)MOFs以及金屬摻雜或者修飾的碳納米材料。但他們依然存在各種不足。作為吸附活性原子的金屬原子經(jīng)常是裸露在外空間中,極易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),降低吸附能力。本論文設(shè)計(jì)了一類新型結(jié)構(gòu),由過(guò)渡金屬Ti原子(Sc原子)和乙烯(乙炔)共插入到兩個(gè)Cp環(huán)中間,并采用基于第一性原理的Gaussian軟件對(duì)這四種分子Cp2Ti2C2H4、Cp2Sc2C2H4、Cp2Ti2C2H2以及Cp2Sc2C2H2的幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)以及儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了研究。與此同時(shí),我們對(duì)夾心型全金屬?gòu)?fù)合物Al8Ti2的儲(chǔ)氫可行性也進(jìn)行了探討。(1)過(guò)渡金屬Ti原子(Sc原子)和乙烯(乙炔)組成的TiC2H4Ti單元、SCC2H4Sc單元、TiC2H2Ti單元和ScC2H2Sc單元可以插入到兩個(gè)Cp環(huán)中間,形成穩(wěn)定的Cp2Ti2C2H4、Cp2Sc2C2H4、Cp2Ti2C2H2、Cp2Sc2C2H2結(jié)構(gòu),分別對(duì)應(yīng)著5,1,3,3的自旋態(tài)。它們都可以用作儲(chǔ)氫的媒介,分別能夠吸附6,8,8,8個(gè)氫氣分子,獲得4.73%,6.06%,5.97%,6.11%的質(zhì)量分?jǐn)?shù),接近或者超過(guò)美國(guó)能源部(United States Department of Energy)2009年制定的2015氫氣儲(chǔ)存目標(biāo)。且它們均有著相對(duì)合理的平均結(jié)合能,分別為0.34eV/H2,0.47eV/H2,0.26eV/H2,0.50eV/H2,滿足0.2-0.6eV/H2的理想結(jié)合能范圍,能夠讓氫氣在常溫常壓條件下被可逆地儲(chǔ)存與釋放。(2)Al8Ti2全金屬雙核芳香茂合物可以用作氫氣的儲(chǔ)存媒介,獲得8.24 wt%的質(zhì)量百分比,但是由于其平均結(jié)合能較高,難以在常溫常壓下被釋放。在吸附氫氣的過(guò)程中,H原子會(huì)與A1原子、Ti原子形成多中心鍵嗎,且對(duì)應(yīng)著IR頻譜中特殊的頻率范圍,因此,通過(guò)特定模式的紅外線刺激有望實(shí)現(xiàn)氫氣的釋放。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK91
【圖文】：

構(gòu)如圖１所示。Ｍ０Ｆ－５的空腔較大，逡逑等壓力下，它吸收氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可逡逑氫氣分子被單個(gè)配合物分子吸收；而逡逑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１．０邋ｗｔ％。壓強(qiáng)升高，儲(chǔ)逡逑

圖５中呈現(xiàn)出來(lái)

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本文編號(hào)：2755480