鈧、鈦、釩摻雜的共價有機(jī)骨架儲氫性能的理論研究.pdf

1、為了使?jié)崈羟覠崮苄矢叩臍淠茉吹玫匠浞值乩茫蒲泄ぷ髡邆冎铝τ谘芯亢烷_發(fā)各種儲氫材料，其中骨架結(jié)構(gòu)材料包括金屬有機(jī)骨架（MOF）和共價有機(jī)骨架（COF）以其比表面積大、孔隙率高、熱穩(wěn)定性好、晶體密度小等獨特的優(yōu)勢成為研究中的熱門，受到各界的矚目。
　　因大量文獻(xiàn)中提到硼的取代和金屬的摻雜可能加強金屬與基底及金屬與氫氣之間的相互作用，我們并從中受到啟發(fā)，設(shè)計了一種硼取代的二維的COF結(jié)構(gòu)C24B6H18。C24B6H18位于六方晶

2、胞中，以苯分子作為支點，將三個B2C4H4單元連接在一起。金屬原子與苯分子之間的相互作用較弱，更易與B2C4H4單元相結(jié)合，形成儲氫活性位點，故我們期望通過金屬修飾來增強此骨架結(jié)構(gòu)的儲氫性能。
　　首先使用高斯09程序計算Sc、Ti、V修飾C4B2H6單元的儲氫能力并進(jìn)行零點能校正和基組重疊誤差校正，研究它們與氫分子的結(jié)合能力，第一原理計算的結(jié)果顯示，Sc、Ti、V與H2是在Kubas作用下相互吸引的。在單元結(jié)構(gòu)中每個Sc、V原子

3、最多可吸附4個、3個氫分子，氫分子的平均吸附能為0.17e V/H2、0.36e V/H2。而對于Ti來說，C4B2H6Ti2:2nH2（n=1，2，3）中都存在氫分子解離、氫以原子形式吸附到Ti上的情況，C4B2H6Ti2:4H2、C4B2H6Ti2:6H2所對應(yīng)的氫分子的平均吸附能僅為0.04 eV、0.05 eV，同時從n=1到n=2的吸氫過程難以實現(xiàn)，對應(yīng)連續(xù)吸附能變化為-0.16 eV。故Sc、V修飾的C4B2H6單元適合于儲