過(guò)渡金屬摻雜碳納米管束儲(chǔ)氫的計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、首先，揭示了研究碳納米管儲(chǔ)氫的意義，指出通過(guò)對(duì)碳納米管進(jìn)行過(guò)渡金屬摻雜能夠有效地提高其儲(chǔ)氫量。
　　 其次，介紹了碳納米管的結(jié)構(gòu)和吸附特性，回顧和總結(jié)了碳納米管和摻雜碳納米管儲(chǔ)氫研究的進(jìn)展與現(xiàn)狀，并作了對(duì)比和分析。
　　 然后，在現(xiàn)有研究工作的基礎(chǔ)上，提出了三種摻雜過(guò)渡金屬原子的方案，并采用巨正則蒙特卡羅（GCMC-Grand CanonicAlMonte Carlo）方法系統(tǒng)地研究了常溫和中等壓強(qiáng)下過(guò)渡金屬摻雜單壁碳鈉

2、米管束（Transition Metal-dopedSWCNTA-Transition Metal-doped single Walled Carbon Nanotube Array）的物理吸附儲(chǔ)氫特性。計(jì)算結(jié)果表明，采用過(guò)渡金屬摻雜能夠有效地提高碳納米管束的物理吸附儲(chǔ)氫量，摻雜的實(shí)際效果則與過(guò)渡金屬元素、摻雜位置、摻雜濃度等密切相關(guān)，并給出了最佳的摻雜方案。通過(guò)分析摻雜過(guò)渡金屬前后儲(chǔ)氫碳納米管束中的勢(shì)阱分布，以及過(guò)渡金屬摻雜碳納米管的

3、電子結(jié)構(gòu)的變化，給出了過(guò)渡金屬摻雜能夠有效提高碳納米管束儲(chǔ)氫量的定性和定量解釋。
　　 最后，通過(guò)同步改變Transition Metal-doped SWCNTA的管徑和管間距，研究了結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)其物理吸附儲(chǔ)氫性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明，同堿金屬摻雜相比，過(guò)渡金屬原子的d 軌道與碳原子的p 軌道之間發(fā)生的軌道雜化，能更有效地提高過(guò)渡金屬摻雜SWCNTA的儲(chǔ)氫效果。采用最佳的摻雜方案，并合理地控制SWCNTA的結(jié)構(gòu)與尺寸，可使Tr