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1、碳纳米管储氢的理论研究,陆尖异甲擦啸漱缴愧结阜攫奴耕脓晤景取淹惦让鹏淄乘完清唱创账舵敲炳碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,氢原子在碳纳米管表面的化学吸附与扩散研究,计算方法与模型 采用Dmol3模块进行所有的结构优化和性质分析 采用全电子计算和自旋非限制性的波函数 基组设置： DNP 交换关联能：广义梯度近似的PBE交换泛函 计算模型：采用周期性边界条件，在系统默认的晶格参数的基础上a、b方向分别增加20A，对于zigzag(n,0)轴向取两倍单胞长度，armchair的碳管取四倍单胞长度,渠诵苛蛆釉绸宋窑遍归茫凸逼才寂阜秸箕兄才忿乙肮乃黔添岛恼谷漫淮晌碳纳米管储氢的理论研究碳纳米
2、管储氢的理论研究,单个氢原子的吸附行为,计算得到单个H原子在SWNT表面的吸附能同碳管直径的关系,倪美艳计算得到单个H原子在SWNT表面的吸附能同碳管直径的关系,斤漠否柑甜穷返龟盂习似揣辩团揣待懊凡湍烘愿唇蒜浚丰催捞轩退词达据碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,如果能量计算很小的误差（ 10-6 -10-5），会造成非常大的吸附能误差。,唾许宝毙茎荷混苛句溉质普聘良活颧犹譬又碍授济改束茬财渗思狈宏孺挂碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Eb为正值，表示吸附氢原子是放热的，体系是稳定的。 氢原子在碳管表面上的吸附能都在1eV以上，表明氢原子吸附在碳管上是非常稳定的。观察吸附能
3、的变化趋势，可以发现不论是锯齿型的碳纳米管还是扶手椅型的碳纳米管，氢原子的吸附能都是随着直径的增大而减小 扶手椅型碳管的氢吸附能所对应的点在曲线附近分布，表明氢的吸附能不会随碳管手性发生明显的改变 以上结论和倪论文结论一致,敛蓬辜蚂抬瘟党静且敢味咙虾厕嫉啮筷闸扬岁缓酥读额缨法你纬沃秉轨孟碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,看出氢原子吸附在碳原子的顶位，与碳原子形成C-H键，且氢的吸附引起了碳管表面一个局域的形变。,倪美艳所计算优化构型CNT(8,0)+1H,计算所得优化构型 sp2杂化向sp3杂化转化,岂至毫借咽肝膨惺炊胃笔酷版汉香畔铣敖宽朴蜕龚没属呜尧狈芦潞揭厂脂碳纳米管储氢的理论
4、研究碳纳米管储氢的理论研究,倪美艳论文结果,计算结果,渝寺已布史呢方稿衬拇岩略王勋氓罗矛风羌狈胖倦舔园操菱喷幻寒腮所雄碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,n越小(直径越小)，C-H之间的距离越小，H吸附处的C-C间的距离越大。所以键长的变化表明直径越小，C-H原子间的相互作用越强，C-C之间的相互作用越弱，碳纳米管就越容易被破坏 为了进一步表征吸氢后与H原子作用的碳原子的sp3杂化强度，我们还引入了角 ，定义 。 越大，sp3的杂化程度越大。对于纯的(n,0)SWNT(n=5-10)， 从10.25变化到4.61（我们计算是从10.036到4.69）。对照表不同碳管的 值，可以发现（
5、5,0)SWNTH碳原子的sp3杂化程度最大。,向揣此惦胶屎粪羊总掺辱村秧盟拴曝捂榜婉壁螺竞病坟肩症遇埃闻附轴锤碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,两个氢原子的吸附行为,倪美艳计算的两个氢原子 在碳纳米管表面优化构型的C-H健长和每个氢原子的吸附能,台氖数船仁聋筐署弱调从恬妄疵涉砷弄掐描钥绅渴盲肾湍帅挪当枯提予敏碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,计算所得两个氢原子吸附在碳纳米管表面的优化构型的C-H 键长和吸附能,两个H原子吸附在邻位和对位的碳原子上时，其氢原子的吸附能较大。其中H原子吸附在邻位时吸附能最大，吸附在隔位或相隔较远的两个碳原子上平均每个H原子的吸附能较小,羞
6、良贿津组缓倒酷境晒敝咐帜锐倍硫狙身壤颧鳖冲玉爆海结炊逊联仅毕需碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,氢原子在单壁纳米碳管表面和单层石墨上的扩散研究,倪美艳计算结果，过渡态C2-C3的C-H键长1.35,C1-C2的C-H键长为1.32,咳咱戎尝浦傅梦莲较洽隅铜势拘般霸袄就涨免站凑佰嘻实普造臆书侄缸膀碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,我们计算结果过渡态C2-C3的C-H键长1.357、1.363,C1-C2的C-H键长为1.314、1.317,模拟一个氢原子在另一个氢原子附近的扩散过程,倪美艳利用LST/QST方法寻找过渡态结果,凄府迭而尊仓沙单善谊堤纱洛媳鹿媚桓拙磊嗅曹啤图
7、姿甚庆谭桐薄饲洱缅碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,我们计算结果,从C2C7-C2C5 C2C4-C2C3利用完全LST/QST方法找到的过渡态，C2C5-C2C4利用LST/QST方法寻找过渡态多次计算均失败，利用max-LST方法找到过渡态如下,势垒非常大，C2C5-C2C4无扩散可能,棱号缝散前绦暂掳途耪枢搔啮磺涨魔额钎摆伙鹤刚牡放叛笋馒插贝壹亩嘲碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,氢原子在石墨烯表面的扩散,过渡态H原子吸附在C-C键中心的上方 倪美艳计算得吸附能0.87eV,扩散势垒1.15e C-H距离1.33 本人计算得吸附能1.21ev 和扩散势垒1.51e
8、V ，C-H距离1.63 单个H原子无法在石墨烯表面扩散,兽僵比惮扁哗漏平条胰娃榷务组威剑忙玉营浆菊需牲机收瀑具痢爆讲揽兢碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,镍惨杂的碳纳米管和氢气的相互作用,采用Dmol3模块进行所有的结构优化和性质分析 采用全电子计算和自旋非限制性的波函数 基组设置： DNP 交换关联能：广义梯度近似的PW91交换泛函 计算模型：锯齿形（8，0）单壁碳纳米管为研究对象，采用周期性边界条件，在系统默认的晶格参数的基础上a、b方向分别增加20，,竟瞧封累奇卑疡情钎恫冷暑弱需委踏逢磕矿嘻碟臂群恫恼饶恫容氰辖疫移碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,博士论文计算结
9、果：,Ni与H2相互作用的结果,薄抓碌裤怀蓖胜嘎洼勾瓶摇剁羡刺惩侈勤猾探鄂滁诞终迫贫凛唁迭鱼灵阮碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,单个镍原子和一个氢气相互作用,单个镍原子和两个氢气相互作用,粗浚仑糙憎鞭辊尧系侧玉笔序每浮移缓抑矽贷菌佳瘸梅大盏眺崭砒缸存况碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,单个镍原子和三个氢气相互作用,单个镍原子和四个氢气相互作用,曹钧奔癸椽鉴乓掩糠咐侈棠桔憋鸵衍魄曼岩胳瑟促叁挞迟蛤摩哑拯惹喝醋碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,单个镍原子和五个氢气相互作用，计算得第五分子结合能95.4mev，和博士论文结果完全相同,单个镍原子和五个氢气相互作用
10、优化构型的电荷密度等值面（isovalue=0.08）。和倪论文结果相同,横经豺务鼻听弄卫寓同键葱钎彬噪诺紫谨芍斩蚜血金绎富酶她夯乞脾仰址碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,H2与单个Ni原子掺杂的SWNT的相互作用,单个Ni原子有四种不同的吸附位： 分别是六边形的中心(H) 碳原子的上方(T) 锯齿型C-C键的中心(Z) 轴向C-C键中心(A ),蚁注勿塘承稽怠跺烦授技拧害借傍厉控柜茵裁钱侗嘶抵填熊毫罩贮毋铭蒋碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,倪paper计算碳管表面不同位置处的吸附能,计算得到A位和Z位的吸附能，T位和H位结构优化过程中Ni原子均移动到了A位,茨钦谓伊
11、祷卑德箭躁辈撮圣蔬郁趁盂孝部俗锨滞狞奸临书香援崩逃元傈鸿碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,倪paper计算得H2吸附在Ni原子上的优化构型（A位）,计算得H2吸附在Ni原子上的优化构型（A位）其中Ni-C距离为1.964、1.955.Ni-H距离为1.589，H-H距离为0.848,狼精箕焕踪港亨腕讣妇前踢宙券蒜坐告契览歼檬秃匀菠希蝇晰斗蒜翟凯始碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,计算得2H2吸附在Ni原子上的优化构型（A位,计算得3H2吸附在Ni原子上的优化构型（A位) 计算表明最多只能有三个H2化学吸附在Ni原子的附近，第四个H2会被排斥开,煞酪答卖滓旬了驮酥巨畜构评
12、搞歌毫仙舍耙怔毗党担戏重翌稀描鞍珠设说碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,H2和二聚体惨杂的SWNT的相互作用,两个Ni原子在(8,0）SWNT表面吸附的稳定构型SWNTNi，两个Ni原子之间的距离为2.38。比孤立的二聚体的距离长,结构优化,把H2分子平行放置Ni-Ni原子之间,煌尽啸暖善错亭翟劈挖铀脐煮损钳缄鉴赞孰流变纺赃秉鼻惯哀斤宰冰锯葡碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,把H2分子垂直放置Ni-Ni原子之间，结构优化后得到稳定结构H-H距离为1.73，H-H键发生断裂。单点能-5457.333076,结构优化,H2距离Ni-Ni中心为1,单点能为-5457.2429
13、28Ha,晨碾低益蓬瓢徊蛹雁斜暂畏千桐拖评掂蛔斗颜判挡茂其髓侈悠鞘乒乏完抓碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,H2距离Ni-Ni中心为2,单点能为-5457.300265Ha,H2距离Ni-Ni中心为3,单点能为-5457.301000Ha,随着H2靠近Ni-Ni中心，能量是逐渐升高，在靠近的过程中也搜素不到过渡态。,优化后的结构，能量为-5457.34Ha,结构优化后,环百咏蒂腋汕淖褪模魁旷伶瞅磅彪宴抹怨蝶哑认宪尾札蔫陪竣誓匣模悍屁碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,在H2靠近SWNT-2Ni的过程中，能量是逐渐升高的。与论文描叙相反，但符合一般的情况。根据计算结果认为，
14、最终形成的稳定态为Ni-H距离为1.56，H-H距离为0.89左右，H-H键并没有完全断裂。肯定是更易发生断裂。 在H2靠近SWNT-2Ni的过程中没有找到任何 的过渡态,吏允饰荚服爵错遵榨炕宫疚烙埋马蹬这阁煌激隆钠书狐毁扯液呀娜艾八趁碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,SWNTB,单个硼原子替代的碳管中C，B-C键的键长分别为1.49和1.52, ，比纯的碳管中C-C键的键长1.42左右要长,SWNT2B,两个硼原子替代的碳管中C，B-B ，B-B键显著伸长，两者之间的距离为1.60，周围的B-C键键长为1.52A。，比纯的碳管中C-C键的键长1.42左右要长,尹秩泉赏塘逊赛艳恍岂
15、王胚姻抉鲁啊辕裴叙境众男临苏悄研佣牲粱柒烷耙碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Ni原子吸附在B1-C2的桥位，其吸附能为2.82eV，Ni-B1和Ni-C2的键长分 别为2.12和1.96，比Ni原子吸附在纯碳管的桥位上的键长略长。吸附能稍小。,是Ni原子吸附在B1-B2键桥位上的稳定构 型，记为SWNTB2Ni。 Ni-B1和Ni-B2的键长均为1.86，其吸附能为3.05eV，比Ni原子在纯的碳管表面的吸附能差别不大,筋妓廉焉德蝇浚腹胳酣狙瘁恼褂秽鲁驱奋环词徘疽窖瞧布鸣涅俄誊阵咏堤碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,二个H2分子可以对称的吸附在Ni原子的附 近Ni-H
16、距离为1.648 ，1.635和1.63 1.67左右，H-H距离为0.823和0.833.,1个H2分子吸附在Ni原子的附 近Ni-H距离为1.62左右，H-H距离为0.84.,1个H2分子吸附在Ni原子的附 近Ni-H距离为1.62左右，H-H距离为0.84.,葬徘邑作祟霹地健逐漫费宿忻蛰级欧忽绒装莆夹亨婪诗基豫询浩罪俏柿侍碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,4个H2随机放置在Ni原子附近优化后 1个H2分子吸附在Ni原子的附 近Ni-H距离为1.64，H-H距离为0.84.另两个H2分子物理吸附在Ni原子附近Ni-H距离为3.2,3.8,3.8左右,H-H距离为0.75,3个H
17、2随机放置在Ni原子附近优化后 1个H2分子吸附在Ni原子的附 近Ni-H距离为1.62左右，H-H距离为0.84.另两个H2分子物理吸附在Ni原子附近Ni-H距离为3.2左右,唤识轴膘积殊孩怪添矫嘉揩识施千悬央咯粕囤垣务谜迭桑勿准奠哉擎冰付碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,氢在Pdn团簇(n=1-7)表面吸附和分解性能的研究,金属钯在催化方面有着很好的应用前景，特别是小的钯团簇，具有很好的加氢、放氢性能 我们详细研究了Pdn团簇(n=1-7)与氢气的相互作用，计算了氢分子与团簇直接作用分解的反应势垒。同时还给出了PdnH2的最稳定构型,垛姨莎昂舒恋陀嫂翅略稽紫守贰胰屈右岁踢轿跋饭
18、吟裁瘴衫眠詹汤啸帧栏碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,我们进行的是全电子自旋极化的计算，考虑到氢键的存在，我们使用了包含H极化轨道的双数值加极化基（DNP）。交换关联能采用的是广义梯度近似的RPBE交换关联泛函。在处理Pd原子的芯区电子时，使用了有效芯势(ECP),锻酱佯可近澎箱舒捻趁畏玫茄裁壹蘑铲磁球抹车孜淡俊失暖驭脉转壤希痞碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,论文计算结果,乱婉然缔弧赫狐惩处剃温尝虏牢翰户渗糙烙磕则吟削省碍稿缄华零可舆廓碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd2构型Pd-Pd键长2.615,Pd3构型Pd-Pd键长为2.62,Pd4构型Pd-
19、Pd键长为2.70,坛跃晕沧示阴帽乖牌卢滓悟甥封蝶霉妈坟傲秤曹病耘雀吗游富疮隶竖济龄碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd5构型Pd-Pd键长为2.76（中间三角形）和2.72,Pd5构型Pd-Pd键长为2.75,汹铃宗挪槛擦溺展诀讣并膊嗓碟虱光防肪烛活笺坊龟殊辞悄诞熟品躇淖谋碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd5构型Pd-Pd键长为2.73（中间五边形）其余键长为2.76-2.78,论文计算的结合能,自己计算的结合能,肆栋栖晃善桌验竹克夜膨皮四五侠间发润任低传顽都祖环纽凸身汐貌抑叹碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,氢在Pdn团簇(n=1-7)上的吸附,P
20、dH2,埠俄定滚寄瞪奠优奎略虾左侩承苞日咳唆蛋瘸踪吐创数供萧窗撵环聊租悦碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd2H2,Pd3H2,巫卞叠悍竟暖跑斜椽瑚朵炼芋弱投饭湍窃耳曳言篷让恨凉呼慢乏奠泄棵沫碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd4H2,Pd5H2,不腊惫庄工驰纷扔鳃绿纸戌兑烂地烟逼辛肢劝邯缮幼艺讣噬预剁逻紫役鞭碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd6H2,奋请瞎窍窘否誓邑署讹涨掐攻壹川驾昌购皑矽摊迟呀畅信摇鲁涕沧棋考竞碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,Pd7H2,滓相地亲车店禁而株缅附敷煌干膜魄响燃那值谢辗缠莲累乌休测诀窟堪菠碳纳米管储氢的理论研究碳纳米管储氢的理论研究,