【摘 要】
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本文使用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)中的广义梯度近似(GeneralizedGradient Approximation,GGA)研究了经碱金属原子Li、过渡金属原子Ti和Fe修饰的富勒
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本文使用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)中的广义梯度近似(GeneralizedGradient Approximation,GGA)研究了经碱金属原子Li、过渡金属原子Ti和Fe修饰的富勒烯C20的储氢性能,并分析了C20M(M=Li,Ti,Fe)的储氢机制.结果表明：C20M(M=Li,Ti,Fe)吸附的H2的最大数目分别为6,5,4,和18电子规则相吻合；而且,C20M对H2的平均吸附能在0.22～0.8eV范围之内,介于物理吸附和化学吸附之间(0.1-0.8eV),因此可以实现对H2分子的可逆吸附.储氢机制分析发现,碱金属原子Li 修饰的C20与过渡金属原子Ti和Fe修饰的C20的储氢机制不同,C20Li主要通过正负电荷形成的偶极矩作用进行储氢,而C20Ti和C20Fe主要通过Dewar-Kubas作用进行储氢.我们预测,如果C20外部每一个不共用C原子的C-C键均吸附M 原子,那么得到的 C20Li10-60H2,C20Ti10-50H2,和C20Fe10-40H2的储氢密度分别达到27.9wt％,12.1wt％和9.1wt％,远远高于美国能源部提出的到2015年储氢材料的储氢密度达到6.5wt％的目标,有望开发成新型的纳米储氢材料.
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