CO,O和OH在Pt基合金表面的吸附和B12N12储氢的密度泛函理论研究
本论文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了CO，O，OH在Pt基合金表面的吸附行为，为质子交换膜燃料电池电极材料的设计和应用提供了理论参考;此外，研究了Li原子修饰的B12N12笼子的储氢行为。主要结论如下:
一、研究了CO在Pt％(111)，Ni(111)和六种结构的Pt/Ni合金(Pt3Ni(111)，PtNi(111),PtNi3(111),Pt(111)-skin-Pt3Ni(111),subsurface,surface)表面上的吸附行为，包括吸附能，吸附构型等，结果表明在上述合金表面上CO的吸附强度顺序是subsurface＜Pt(111)-skin-Pt3Ni＜Pt3Ni(111)＜PtNi(111)＜Pt(111)＜PtNi3(111)＜Ni(111)＜surface，即subsurface对CO的吸附作用最弱，因此推断它对CO有一定的抵抗能力;
二、研究了O和OH在Pt/Ni合金表面上的吸附行为、d带中心能量(εd)、局域态密度(LDOS)以及稳定性(△U)，计算结果表明，subsurface(111)结构对O和OH的吸附作用最弱，并且吸附能和εd成线性相关;由LDOS分析发现，这可能是由于subsurface(111)表面的εd远离费米能级引起的;并且发现在没有O原子和有O原子吸附的情况下，subsurface(111)吸附面都是最稳定的;
三、研究了O原子在3d过渡态金属(M=Co，Cr,Fe，Ni，Mn，Ti，V,Sc)掺杂的Pt3M(111)，Pt(111)-skin-Pt3M和Pt(111)-subsurface表面上的吸附行为，结果表明，除了Cr和V以外，上述合金对O的吸附强度顺序是Pt(111)-subsurface＜Pt(111)-skin-Pt3M＜Pt3M(111);
四、研究了B12N12的内部储氢和Li掺杂的LiB12N12的外部储氢行为，结果发现B12N12的内部最多可以储存5个氢分子，B12N12外围最多可以修饰3个Li原子，每个Li原子上可以吸附3个氢分子，笼子外围还可以吸附两个氢分子，因此，Li3B12N12的最大储氢量可以达到9.1wt.％。
密度泛函理论;B12N12笼子;储氢行为;Pt基合金;表面吸附;质子交换膜燃料电池
北京化工大学
硕士
凝聚态物理
邵晓红
2012
中文
TM911.4;TG139.7
82
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）