【摘 要】
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Mg(BH4)2·2NH3 作为一种新型的固体储氢材料,质量储氢量高达16.0wt％,在150℃时开始吸热分解,205℃时就可达到最大放氢速率[1].近年来,人们对Mg(BH4)2·2NH3 的电子结构和
【机 构】
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河北师范大学化学与材料科学学院,河北省石家庄市裕华区南二环东路20号
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Mg(BH4)2·2NH3 作为一种新型的固体储氢材料,质量储氢量高达16.0wt％,在150℃时开始吸热分解,205℃时就可达到最大放氢速率[1].近年来,人们对Mg(BH4)2·2NH3 的电子结构和性质进行了研究[2,3].鉴于对Mg(BH4)2·2NH3 储氢材料的缺陷研究的报道还很少,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Mg(BH4)2·2NH3 储氢材料的电子结构,发现每个Mg原子周围环绕着两个NH3 分子和两个[BH4]基团.电子密度拓扑分析以及H 原子解离能计算表明[BH4]基团中占据5d 位置的H 原子最容易脱去.用Ti、Nb 和Ni 元素分别取代Mg(BH4)2·2NH3 晶胞中的Mg 和B 原子,进一步研究了掺杂元素对Mg(BH4)2·2NH3 储氢性能的影响.由计算得到的占位能可知,Ti、Nb 和Ni 元素更倾向于取代Mg 原子,并且Ti 相对于Nb 和Ni 元素更易发生取代.从电子态密度图可看出,掺杂元素的存在对它周围原子影响较大.电子密度拓扑分析也表明,掺杂元素周围的[BH4]基团中B-H 键键能减小,更易断裂.与掺杂前相比,H 原子解离能明显降低.研究表明Ti、Nb 和Ni 元素掺杂有利于Mg(BH4)2·2NH3体系氢的析出.
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