Sc,Ti,V修饰B/N掺杂单缺陷石墨烯的储氢研究

作     者：马丽娟 高升启 荣祎斐 贾建峰 武海顺 MA Lijuan;GAO Shengqi;RONG Yifei;JIA Jianfeng;WU Haishun

作者机构：山西师范大学化学与材料科学学院磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室临汾041004 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金(批准号:21805176) 山西省青年科技研究基金(批准号:201901D211394) 山西省研究生创新项目(批准号:2020SY332) 山西师范大学校级创新项目(批准号:2020XSY030,2020XSY002)资助 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2021年第42卷第9期

页      码：2842-2851页

摘      要：3d过渡金属修饰是改善石墨烯储氢性能的最有效途径,但仍存在金属团聚和H_(2)解离导致难以脱附的问题.提出了B/N掺杂单缺陷石墨烯(BMG/NMG)的策略来避免以上两个问题.密度泛函理论计算结果表明,N掺杂可以使Sc,Ti,V与石墨烯的结合能提高3~4倍,B掺杂可以将Sc与石墨烯的结合能提高3倍.Sc/BMG和Sc/NMG吸附的第一个H_(2)不会解离.Sc/BMG中Sc吸附5个H_(2),平均氢分子结合能为−0.18~−0.43 eV,并且可以通过在同侧锚定多个Sc原子形成Sc/C3B2五元环增加H_(2)吸附位点.Sc/NMG中每个Sc吸附6个H_(2),平均氢分子结合能为−0.17~−0.29 eV,还可以通过在异侧修饰形成Sc/N3/Sc单元进一步提高储氢能力.研究结果将为设计基于3d过渡金属修饰碳材料的储氢材料提供理论基础.

主 题 词：储氢 硼/氮掺杂 单缺陷石墨烯 过渡金属 密度泛函理论 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 070304[070304] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7503/cjcu20210354

馆 藏 号：203104815...