碳硼富勒烯衍生物C_(18)B_2M(M=Li,Ti,Fe)的储氢性能计算研究

作     者：唐春梅 王成杰 高凤志 张轶杰 徐燕 巩江峰 Tang Chun-Mei;Wang Cheng-Ji;Gao Feng-Zhi;Zhang Yi-Jie;Xu Yan;Gong Jiang-Feng

作者机构：河海大学理学院南京210098 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第9期

页      面：437-444页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11104062 10947132) 河海大学创新训练项目(批准号:2014102941048 201410294035X)资助的课题~~ 

主　　题：C20 C18B2 储氢性能 密度泛函理论 

摘      要：本文使用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)研究了经碱金属原子Li、过渡金属原子Ti和Fe原子修饰的富勒烯C18B2M(M=Li,Ti,Fe)的储氢性能.研究发现,C18B2由于B的替代掺杂,比C20对金属原子具有更高的结合能.由平均吸附能分析可知:C18B2Li对H2的吸附能力较弱,C18B2Fe对H2的吸附能力过强,而C18B2Ti对H2的平均吸附能介于0.45—0.59 e V之间,介于物理吸附和化学吸附之间(0.2—0.6 e V),因此可以实现常温下的可逆储氢.C18B2M(M=Li,Ti,Fe)能够吸附的H2数目最多分别为4,6和4.由储氢机理分析可知:C18B2Li主要通过碱金属离子激发的静电场来吸附H2,而C18B2Ti和C18B2Fe主要通过金属原子与H2之间的Kubas作用来吸附H2.由于C18B2Ti既有较大的储氢数目,又可以实现可逆储氢,因此有望开发成新型纳米储氢材料.