硼氫化鈉是一種高效、環(huán)保的化學(xué)氫化物,它作為化學(xué)儲氫材料具有以下優(yōu)點(diǎn):儲氫密度大、產(chǎn)氫純度高、反應(yīng)溫度低、能量循環(huán)利用率高�？捎脕碇圃熘苯优饸浠锶剂想姵�(Direct borohydride fuel cell,DBFC)。NaBH₄堿性溶液中BH₄^-的溶劑化與離子締合對直接氫化物燃料電池中NaBH₄溶液的穩(wěn)定起著極其重要的作用。研究硼氫化鈉堿性溶液結(jié)構(gòu)有助于了解硼氫化鈉的水解機(jī)理,從而為新型燃料電池的研發(fā)提供理論依據(jù)。本研究以硼氫化鈉堿性溶液為研究對象,采用拉曼光譜監(jiān)測硼氫化鈉水解過程以及硼氫化鈉堿性溶液結(jié)晶過程中的結(jié)構(gòu)變化。用密度泛函理論(DFT)計(jì)算的方法優(yōu)化硼氫化鈉堿性溶液微觀模型并探究其詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息。將X射線散射實(shí)驗(yàn)和模型計(jì)算相結(jié)合,探究氫氧化鈉濃度對硼氫化鈉溶液微觀結(jié)構(gòu)的影響,得出以下結(jié)論:(1)用改變環(huán)境濕度的方法原位跟蹤硼氫化鈉堿性溶液的結(jié)晶以及硼氫化鈉晶體水化過程,未觀察到新的物種生成,但不排除由于拉曼光譜的局限性,未能捕捉到關(guān)鍵信息的可能性。環(huán)境濕度的逐漸增大,導(dǎo)致水分子與硼氫...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 溶液結(jié)構(gòu)研究方法簡介
        1.3.1 散射法
        1.3.2 光譜法
        1.3.3 計(jì)算機(jī)模擬法
    1.4 研究內(nèi)容
第二章 NaBH₄堿性溶液Raman光譜研究
    2.1 引言
    2.2 拉曼光譜技術(shù)
        2.2.1 拉曼光譜基本原理
        2.2.2 共聚焦顯微拉曼
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器
        2.3.2 拉曼光譜儀參數(shù)
        2.3.3 NaBH₄?2H₂O晶體的合成
        2.3.4 濕度控制裝置
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 NaBH₄?2H₂O晶體的表征
        2.4.2 理論計(jì)算
        2.4.3 不同濃度的硼氫化鈉堿性溶液結(jié)構(gòu)
        2.4.4 硼氫化鈉堿性溶液小液滴結(jié)晶過程
        2.4.5 硼氫化鈉晶體水化過程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于X射線散射法探究堿濃度對NaBH₄堿性溶液結(jié)構(gòu)的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 X射線散射實(shí)驗(yàn)條件
        3.2.3 X射線散射數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 散射曲線
        3.3.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)
        3.3.3 徑向分布函數(shù)
    3.4 模型擬合
        3.4.1 水合鈉離子
        3.4.2 水合硼氫根離子
        3.4.3 離子締合
        3.4.4 本體水
    3.5 本章小結(jié)
第四章 NaBH₄堿性溶液結(jié)構(gòu)的DFT計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 密度泛函理論計(jì)算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)
        4.3.2 玻爾茲曼分布
        4.3.3 拉曼光譜
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3739157