過渡金屬元素摻雜對NaAlH-,4--LiAlH-,4-儲氫性能影響的第一性原理研究.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的平面波贗勢方法，研究了Ti、Hf、Zr、Ce等過渡元素對LiAlH4、NaAlH4的吸放氫熱力學和動力學性能的影響，得到的主要結(jié)論如下：
　　 第二章通過對LiAlH4中多種缺陷模型的計算發(fā)現(xiàn)，Li3Al4H16Ti、Li4Al3H16Ti、Li3Al4H17Ti和Li4Al3H17Ti這幾種模型的熱力學穩(wěn)定性能較好。它們對應的Ti缺陷形成能分別是1.31 eV、0.60 eV、1.21 eV和1.27

2、 eV。這幾種模型的電子態(tài)密度相對LiAlH4晶體沒有發(fā)生明顯的變化。化學勢表征的Ti-LiAlH4穩(wěn)定性圖形中，TiAl3沒有和反應物相交。這些結(jié)果表明單質(zhì)Ti對LiAlH4的儲氫性能沒有起到實質(zhì)性的催化作用。
　　 第三章是過渡金屬元素對NaAlH4穩(wěn)定性影響的研究。不同價態(tài)的Ti、Hf、Yb、Ce等元素對NaAlH4催化性能的計算表明催化劑最穩(wěn)定的價態(tài)是V3+、Ce4+、Pd2+、Cr2+、Yb3+，該結(jié)果和實驗一到。由N

3、aAlH4化學勢變化圖形和摻雜后化合物的態(tài)密度分析得到催化劑性能的強弱為：含有Ce的化合物>含有Ti的化合物>含有Hf的化合物。
　　 第四章中HfCl4、ZrCl4對NaAlH4和LiAlH4儲氫性能的研究說明：Hf或Zr取代NaAlH4和LiAlH4中的Na或Li的可能性要比Al大；摻雜后Al-H鍵的作用部分減弱，導致Al-H鍵比較容易斷裂，有利于Al-Zr、Al-Hf和H-H鍵的形成，因此摻雜后NaAlH4和LiAlH4的