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随着能源供需矛盾日益突出,寻找可再生且清洁的能源迫在眉睫。氢气是一种清洁,可再生能源。开发和利用氢能源对人类社会的可持续发展具有重要意义。氢的存储是氢能发展中最关键的技术难题之一,寻找合适的储氢材料尤其重要。M-N-H（M是指I-IV族元素和一些过渡金属元素）系络合物储氢材料,因其储氢容量高,且具有可逆性而备受关注。新型二维材料硼烯,因其具有大的比表面积、高的载流子速率、吸附热低、活化能低、吸放氢速度快、循环性好等优异特性,使得其在物理吸附储氢材料等领域具有极大的应用价值。采用密度泛函理论方法,通过计算表面能确定Mg3N2（011）为最稳定的吸附表面,分别研究了H2分子在Mg3N2（011）三种终止表面的吸附性质。研究发现H2分子平行表面放置更有利于吸附,表面能最低的终止表面Model II上吸附H2分子最稳定,主要存在三种化学吸附方式,三种吸附方式不存在竞争关系,形成双NH基的吸附方式反应能垒最低,最容易发生。采用密度泛函理论方法分别对H2分子吸附在清洁12-borophene表面和Li修饰的12-borophene表面的几何结构,电子结构和吸附性能进行研究。结果表明,H2分子解离成两个H原子吸附在清洁的12-borophen表面,属于化学吸附方式。为改善12-borophene储氢性能,采用Li原子对12-borophene修饰,1Li-12-borophene表面最多可吸附7个H2分子。为进一步提高储氢量,采用2个Li原子对12-borophene修饰,发现H2分子在2Li-12-borophene体系最多可吸附14个H2分子,平均吸附能最小为-0.220eV,储氢量高达10.85wt.%。采用密度泛函理论方法对CO、CO2、NH3、NO、NO2和CH4气体小分子在本征borophene上的吸附性能、电子结构等性质进行研究。发现borphene对这些气体小分子都有吸附作用,CO和CO2分子在borophene上最稳定吸附方式均为化学吸附,吸附能均比较温和。CO和CO2吸附后体系的导电性都有所增强,borophene/CO体系中CO作为电子供体,borophene作为电子受体;borophene/CO2体系中CO2分子作为电子受体,borophene作为电子供体。borophene有望作为检测CO和CO2气体分子的气体传感器。NO2、NO和NH3在borophene上发生强化学吸附;CH4在borophene上只存在物理吸附。