VB族金属钒（V）是重要的氢分离和纯化材料,由于其低成本、高氢渗透和良好的机械强度而受到人们的青睐。但是,纯V易发生氢脆和氧化,对氢的解离和重组效率较低,在实际应用中非常容易受限制。经研究表明,对V合金化后,可以改善氢脆效应、表面氧化以及提高氢解离和重组效率,从而提高V合金的氢渗透性和机械性能。为此,我们使用第一性原理计算系统地研究了H在V（1 0 0）表面和体内以及过渡金属元素（M=Mo、W、Pd和Ni）掺杂对其热力学稳定性和氢渗透特性的影响。1.在V的低密勒指数晶面中,V（1 0 0）表面是最稳定的,并在H覆盖度为0.25-1ML的范围内,H原子或分子吸附在表面最稳定的构型是洞位（HS）>桥位（BS）>顶位（TS）。其中,H原子和分子分别属于化学吸附和物理吸附,并且H分子以垂直的方式吸附在表面,其键长、解离能和振动频率分别为0.752?、4.511 e V和4262cm^-1。H原子从表面扩散到第二表面优先路径是BS→TIS（1）→TIS（2）→TIS（3）。对于体内吸附,单个H原子优先占据四面体间隙位置（TIS）,其次是对角间隙位置（DIS）,最后是八面体间隙位置（OIS）。H在间隙内的最佳扩散路径是TIS→DIS→TIS。另外,H溶解和扩散取决于掺杂元素和H的含量,并受晶格畸变和电子结构的影响。2.当Mo和W掺杂量为25%时,V基固溶体合金不仅有良好的机械性能和热力学性能,而且有最佳的氢渗透性能和氢脆抵抗能力。其中,V_0.75Mo_0.25和V_0.75W_0.25具有更好的氢渗透性,而V_0.5Mo_0.25W_0.25具有更好的抗氢脆性。3.Pd掺杂降低了氢原子在V（1 0 0）表面上的吸附能力以及从表面到次表面的扩散能垒,提高了氢的渗透率。在θ=0.25 ML时,氢原子从表面到次表面的扩散能垒最小。表面的电子结构计算表明,Pd-H键弱于V-H键,有利表面的解氢能力。4.Ni掺杂降低了V的单空位的氢溶解度,这有助于抑制氢脆的产生。H原子优先占据单空位附近的OIS,而不是空位的中心。单空位可以捕获6个H原子。单空位和Vac-n H团簇的浓度在很大程度上分别依赖于温度和H的浓度。最后,H在空位内的扩散主要是沿着OIS→OIS路径,并且H扩散能垒升高,说明空位的存在不利于H扩散。本论文通过第一性原理计算方法系统地研究了合金化元素Mo、W、Pd和Ni掺杂对H在V金属中渗透行为的影响,完成了本课题组项目的基础物理数据,并为氢渗透合金膜的材料设计和制备提供必要的理论依据。