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Mg空位缺陷对MgH2解氢性能影响的赝势平面波法研究

张健 , 黄雅妮 , 龙春光 , 邵毅敏 , 彭平 , 周惦武

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.05.002

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法.考察了Mg空位缺陷对MgH<,2>体系解氢性能的影响及微观机理.结果表明:Mg空位缺陷的出现使MgH<,2>晶胞发生收缩,晶格产生畸变,且极大地降低了体系的结构稳定性,显著提高了体系的解氢动力学;电子结构分析表明:Mg空位缺陷改善MgH<,2>体系解氢性能的微观机理在于体系在费米能级以下成键电子数的减少以及费米能级附近能隙的变窄.

关键词: MgH2 , 空位缺陷 , 赝势平面波 , 解氢性能 , 电子结构

阻燃剂Mg(OH)2的晶体构型、能量及电子结构的理论研究

黄雅妮

人工晶体学报

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了Mg(OH)2晶体的几何构型、能量及微观电子结构.结果显示:Mg(OH)2具有三角系晶体结构,其理论计算的晶胞参数包括晶格常数与原子坐标等均与实验值吻合;分解反应热的计算结果表明Mg(OH)2具有较高的热稳定性及良好的阻燃效果;电子结构分析表明Mg(OH)2晶体呈现绝缘体性质,在其晶体内部,Mg与OH间呈离子键作用,而O-H间则呈混合的共价-离子键作用,且O(2s) (2p)与H(s)轨道电子间的成键作用决定了Mg(OH)2晶体的稳定性.

关键词: Mg(OH)2 , 第一性原理 , 分解反应热 , 电子结构

氢分子在Mg(0001)表面的吸附与解离性能研究

张健 , 周惦武 , 黄雅妮 , 彭平 , 刘金水

稀有金属材料与工程

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法,研究了氢分子(H2)在清洁、空位缺陷及Pd原子吸附的Mg(0001)表面的吸附与解离性能.结果显示:H2在清洁Mg(0001)表面呈较弱的物理吸附,H2解离需克服较高的能垒(1.3774 eV);空位缺陷的存在增强了Mg表面对H2的物理吸附能力,且使H2的解离能垒(1.2221 eV)有所降低;而清洁表面吸附的Pd原子则会与H2产生强烈的化学吸附作用,极大地降低了H2的解离能垒(0.2860 eV).电子结构分析发现:3种表面对H2吸附与解离的催化活性与Mg(0001)表面最上层与H2直接产生吸附作用的金属原子在费米能级(EF)附近s轨道的成键电子数密切相关.

关键词: Mg(0001)表面 , 吸附 , 解离 , 能垒

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