能源轉(zhuǎn)換是解決能源短缺和環(huán)境污染問題的有效手段之一。近年來,為了找到活性好和高選擇性的催化劑材料來解決能源轉(zhuǎn)換問題,科學(xué)家們研究了大量的金屬和非金屬催化劑材料。其中,碳基納米材料因其具備資源豐富、價(jià)格低廉和高電導(dǎo)率的特點(diǎn),成為最優(yōu)選擇的催化劑之一。然而,純碳基納米材料表面較差的吸附性能限制了這種材料的應(yīng)用,所以改善碳基納米材料的吸附性能成為了其應(yīng)用的關(guān)鍵,缺陷或力學(xué)形變是其中最重要方法之一。本文采用第一性原理的方法,以碳基納米材料的重要組成部分碳納米管(CNT)為主要研究對(duì)象,通過空位缺陷、摻雜與力學(xué)形變的協(xié)同作用,多個(gè)官能團(tuán)在不同形變程度下CNT的活性中心上的吸附性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)計(jì)算研究了徑向壓縮和軸向拉伸對(duì)O*、OH*、OOH*在含單碳原子空位(MV)的(7,0)、(8,0)和(9,0)CNT在OER中吸附性能的影響。在壓縮形變0.5%-5.0%區(qū)域內(nèi),結(jié)果表明O*、OH*和OOH*中間態(tài)吸附在表面活性位點(diǎn)C原子上吸附能降低,過程反應(yīng)能表明O*→OOH*隨形變程度增大而更容易進(jìn)行;在拉伸形變0.5%-5.0%區(qū)域內(nèi),隨形變程度增大,結(jié)果表明(7,0)和(8,0)CNT...

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 清潔能源
    1.2 碳基材料
    1.3 催化反應(yīng)
    1.4 碳基材料在催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.5 研究?jī)?nèi)容概述
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 廣義梯度近似
    2.2 計(jì)算方法
第三章 拉壓形變和單空位碳納米管的吸附性能
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算模型和方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 (7,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
        3.3.2 (8,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
        3.3.3 (9,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 拉壓形變和B摻雜碳納米管的吸附性能
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算模型和方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 (7,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
        4.3.2 (8,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
        4.3.3 (9,0)單壁碳納米管表面的吸附性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及研究成果
致謝



本文編號(hào)：3881913