检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2017年第3期66卷 79-93页

作者：陶强马帅领崔田朱品文吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室长春130012

过渡金属硼化物(TMBs)是一类具有强耐磨性、抗腐蚀性、耐高温、高硬度的多功能材料.过渡金属与硼原子间电荷转移量的多样性决定了过渡金属硼化物中化学键的成键方式和成键强弱,最终导致过渡金属硼化物丰富的结构以及潜在的多功能特性.... 详细信息

过渡金属硼化物(TMBs)是一类具有强耐磨性、抗腐蚀性、耐高温、高硬度的多功能材料.过渡金属与硼原子间电荷转移量的多样性决定了过渡金属硼化物中化学键的成键方式和成键强弱,最终导致过渡金属硼化物丰富的结构以及潜在的多功能特性.过渡金属硼化物的制备、晶体结构和力学性能一直是该领域的研究热点.硼原子间的强共价键决定了过渡金属硼化物的合成需要高能量;晶体结构中化学键的强弱与过渡金属硼化物的硬度性质息息相关;多种化学键成键方式使过渡金属硼化物展现出了丰富的多功能性质.本文主要从过渡金属硼化物的合成、结构、硬度性质和多功能性质四个方面,以不同硼原子亚结构单元为出发点,总结和分析了过渡金属硼化物的研究现状.我们认为,利用高温高压制备TMBs,诱导过渡金属与硼原子之间的电子转移,构造(准)三维的化学键,是设计制备新型多功能硬质过渡金属硼化物的有效方法.

关键词：过渡金属硼化物高温高压结构硬度

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物超硬材料的研究进展

引用

稀有金属 2013年第4期37卷 633-640页

作者：刘洪江潘勇管伟明张昆华殷聪朋杜怡霖昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106

过渡金属硼化物因其具有超硬特性而受到人们的关注,有望广泛应用于切屑加工工具、耐磨涂层、研磨材料等领域。介绍了制备过渡金属硼化物块体和薄膜材料的主要方法,并总结了部分过渡金属二元硼化物的结构和性能。不同过渡金属硼化物的结... 详细信息

过渡金属硼化物因其具有超硬特性而受到人们的关注,有望广泛应用于切屑加工工具、耐磨涂层、研磨材料等领域。介绍了制备过渡金属硼化物块体和薄膜材料的主要方法,并总结了部分过渡金属二元硼化物的结构和性能。不同过渡金属硼化物的结构不同,属于单斜、正交、六方等晶系;过渡金属硼化物薄膜材料的厚度在1μm以下;其硬度高于块体材料的硬度,达到超硬水平;但制得的过渡金属硼化物块体材料的硬度并不理想,与金刚石和立方氮化硼相比尚有一定的差距,还需进一步改进材料设计理念和探索新的制备方法。

关键词：过渡金属硼化物超硬材料制备方法结构性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物合金的电化学性能研究

引用

现代化工 2007年第Z1期27卷 155-158页

作者：吴川王鑫吴锋白莹董力伟北京理工大学化工与环境学院

采用化学还原法合成金属硼化物的前驱物,并经过不同温度热处理得到了Co-B、Ni-B和Ni-Co-B合金。所合成的金属硼化物在KOH碱性溶液中具有良好的充放电性能。在30 mA/g的电流密度下恒流放电至1 V时,50℃热处理的Co-B和Ni-B合金的放电容量... 详细信息

采用化学还原法合成金属硼化物的前驱物,并经过不同温度热处理得到了Co-B、Ni-B和Ni-Co-B合金。所合成的金属硼化物在KOH碱性溶液中具有良好的充放电性能。在30 mA/g的电流密度下恒流放电至1 V时,50℃热处理的Co-B和Ni-B合金的放电容量分别为310 mAh/g和103 mAh/g。将Co掺杂到Ni-B合金中得到Ni-Co-B合金,不仅可以活化B元素,还可以活化较为惰性的Ni,从而大幅度改善金属硼化物的电化学性能;300℃热处理Ni-Co-B合金的放电容量为258 mAh.g-1,与Co-B合金的放电容量十分接近。

关键词：过渡金属硼化物硼化钴硼化镍钴硼化镍电化学性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2的制备及其结构和性能研究

引用

无机材料学报 2018年第7期33卷 787-792页

作者：邹灿辉龙莹郑鑫张锦阳林华泰广东工业大学机电工程学院广州510006

以高纯锇(Os)、钌(Ru)、硼(B)粉为原料,在常温常压下采用机械化学法制备了三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2粉末,并对合成的粉末进行无压烧结使其致密化。研究了机械化学法合成Os_(1-x)Ru_xB_2的反应过程、Ru含量对Os B2相结构的影响... 详细信息

以高纯锇(Os)、钌(Ru)、硼(B)粉为原料,在常温常压下采用机械化学法制备了三元过渡金属硼化物Os_(1-x)Ru_xB_2粉末,并对合成的粉末进行无压烧结使其致密化。研究了机械化学法合成Os_(1-x)Ru_xB_2的反应过程、Ru含量对Os B2相结构的影响、合成粉末的热稳定性及烧结后块体材料的力学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Os_(1-x)Ru_xB_2粉末及块体的相成分、表面形貌和微观结构进行表征,并通过维氏硬度计测得其烧结后块体材料的显微硬度。实验结果表明:合成过程中生成了中间产物Os_(1-x)Ru_xB_(1.1),随着球磨时间的延长有少量Os_(1-x)Ru_xB_2生成,球磨24 h后合成粉末的主相为Os_(1-x)Ru_xB_2,继续球磨到40 h,粉末中相成分不再发生变化。当x≤0.1时,合成粉末的主相为六方结构Os_(1-x)Ru_xB_2;而当x≥0.15时,合成粉末的主相为正交结构的Os_(1-x)Ru_xB_2。经1450℃(保温1 h)热处理后的粉末中有部分六方结构的Os_(1-x)Ru_xB_2向正交结构发生相变,并生成了低硼化物(Os_(1-x)Ru_x)2B3。合成的Os B2和Os0.85Ru0.15B2粉末经1700℃无压烧结后颗粒呈板条状,其致密度均为85%左右,在0.49 N载荷下测得其硬度分别(27±2)GPa和(21±1)GPa。

关键词：超硬材料机械化学法过渡金属硼化物固溶

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物的超导和磁学性质的第一性原理计算研究

过渡金属硼化物的超导和磁学性质的第一性原理计算研究

引用

作者：周超吉林大学

学位级别：博士

金属硼化物具有高硬度、高耐腐蚀性,其中部分还具有良好的导电性和磁性,尤其是以MgB2为代表的超导硼化物因其卓越的超导临界温度和电磁性能而备受瞩目。种类更多、结构更加多样的过渡金属硼化物可能存在更加优良的新型多功能超导材料。... 详细信息

金属硼化物具有高硬度、高耐腐蚀性,其中部分还具有良好的导电性和磁性,尤其是以MgB2为代表的超导硼化物因其卓越的超导临界温度和电磁性能而备受瞩目。种类更多、结构更加多样的过渡金属硼化物可能存在更加优良的新型多功能超导材料。然而,目前对于过渡金属硼化物的超导特性认识尚不充分,大大限制了其功能的进一步开发和应用。当前,过渡金属硼化物的超导研究主要集中在调控晶体结构、化学组成和掺杂效应上,这些研究旨在提高硼化物的超导临界温度和电磁性能,为超导技术和材料的发展提供新的突破口。此外,这些物质的磁学性能也是研究热点,它们其独特的磁学性质,如高磁饱和磁感应强度和优异的磁导率,在磁存储、传感器和电机等领域具有重要的潜在应用前景。高压作为一种干净高效且简便的结构调节手段,通过检视过渡金属硼化物在压力作用下的一系列变化,可以揭示出其强关联特性、超导产生机理和诸多物理学材料学、材料物理学方面的重要信息,为获得有重要应用价值的新型多功能材料奠定基础。此外,硼化物在合成过程中往往会产生一些缺陷,这些缺陷可能导致实验结果与理论预期之间的差异,并且在理论描述中,必须充分考虑关联效应,以便达到准确的描述。本工作通过第一性原理结合密度泛函理论,深入研究了过渡金属硼化物的超导性质及其一些调控规律、磁性性质方面的争议,得到了如下的创新性成果: 一、使用密度泛函理论研究了MoB2的超导性质,揭示了其结构在低压下对超导产生的重要作用,和超导转变温度随压力的演化规律。MoB2的结构中α-MoB2的有序堆垛结构确保了其费米能级附近的p-d杂化,带来了显著的电声耦合,是唯一的超导结构。MoB2的临界温度（Tc）在达到最大值后开始缓慢下降,其下降速率为-0.014 K/GPa,主要是由于Mo原子贡献的电声耦合常数λ的下降趋于饱和,和更高压力下由B原子提供的更高频率矩（frequency moment）。因此,在超导过渡金属硼化物中,不仅B原子提供了相对高的频率矩,它们的堆叠结构使得过渡金属的电子具有良好的对称性从而增强了电声耦合,导致了良好的超导性。二、使用密度泛函理论研究了过渡金属二硼化物的能带结构,探索了其中有代表性的MoB2,WB2,TcB2在高压下的超导性能的演化,并基于以上研究设计了常压下的MoXB4（X=其它过渡金属）,揭示了体系d电子浓度对超导特性的调控规律。基于过渡金属二硼化物特有的电子结构与电声耦合的联系,发现MoB2、WB2和TcB2的优异超导性与它们位于费米能级附近的范-霍夫奇点（von-Hove singularities,VHS）有关。此3种具有AlB2型结构的二硼化物表现出良好的超导性,且它们的Tc随压力演变展现出类似的趋势,即随着压力的增加而初始上升至60 GPa左右达到峰值,随后开始下降。这3个AlB2型二硼化物在常压下不稳定,它们的热力学和动力学最低稳定性极限差别很大,这解释了实验观察到的Tc与理论预测差异。以MoB2为基础,我们通过用X层交替替代MoB2中的Mo层设计了一系列化合物MoXB4。发现通过减少费米能级处的d电子浓度可以在常压下稳定其结构并诱发超导性,同样的原理亦适用于其他潜在的超导二硼化物,如WB2和TcB2。最后,我们以Nb为例,发现AlB2型MoNbB4中的Nb可能表现出随机占据的特点,可能解释理论预测Tc与实验结果之间观察到的差异。三、采用第一性原理结合最新的基于机器学习的物理束缚的神经网络（physical constrained netural network,pcNN）泛函。对锰硼体系的相图进行了重新的评估,并且研究了各物质的结合性质和对于它们磁性的影响。我们研究发现可以从焓值的角度为系统中的几个有争议的结构提供了新的解释,如Mn2B中的自旋阻挫来自于多种磁相结构的简并,MnB2的基态争议来自于其关联效应的精确处理,MnB和MnB4的合成结构的争论源于它们多相结构的焓值接近。此外,我们也指出Mn3B4可能是MnB和MnB2的混合相。我们发现了结合强度和硬度呈线性关系,提出了结合强度描述符,加深了对硼化物的力学性能的理解。结合自旋动力学结果,当它们的费米能级上的磁性原子的d电子表现出很强的贡献时,表明其3d电子具有很强的巡游性,会导致局域磁矩模型的预测失效,更多的相互作用的考虑以及更好的模型需要容纳进自旋动力学的模拟中,以便更好地预测磁性金属的复杂行为。综上,本工作对过渡金属硼化物的性质取得了一系列规律性发现。在超导方面,ⅥB族二硼化物在高压下表现出优异的超导性能,其机制不同于MgB2,主要源于有序层状堆垛结构中的p-d杂化,这显著增强了声学支的电子声子耦合。然而,声学支的软化导致其在低压下的不稳定性,需要通过压力调控来实现稳定性。通过空穴掺杂可以在常压下实现结构稳定性和超导相,但缺陷结构和无序效应可能导

关键词：过渡金属硼化物超导硼化物磁性材料金属间化合物巡游磁性理论

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物的实验研究现状与趋势

引用

贵金属 2014年第2期35卷 82-88页

作者：杜怡霖张昆华管伟明李艳刘洪江昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106

过渡金属硼化物很有可能成为新一代的超硬材料而成为材料领域的研究热点。介绍了过渡金属硼化物块体材料主要的制备方法,总结了部分过渡金属硼化物的结构和性能。目前实验研究制备的过渡金属硼化物硬度值与理论研究的理想值还有一定差距... 详细信息

过渡金属硼化物很有可能成为新一代的超硬材料而成为材料领域的研究热点。介绍了过渡金属硼化物块体材料主要的制备方法,总结了部分过渡金属硼化物的结构和性能。目前实验研究制备的过渡金属硼化物硬度值与理论研究的理想值还有一定差距,需进一步改进材料的设计思路和制备方法。展望了过渡金属硼化物的发展趋势。

关键词：金属材料超硬材料过渡金属硼化物制备方法结构力学性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物基高温太阳能吸收涂层的可控制备及构效关系研究

过渡金属硼化物基高温太阳能吸收涂层的可控制备及构效关系研究

引用

作者：邱晓莉中国科学院大学

学位级别：博士

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题。当今传统能源日益消耗，生态环境破坏严重，是人类生存与发展所面临的重大挑战。因此清洁能源的开发研究，成为全球能源发展的重点与趋势所向。聚光式太阳能热发电(Concentrated S... 详细信息

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题。当今传统能源日益消耗，生态环境破坏严重，是人类生存与发展所面临的重大挑战。因此清洁能源的开发研究，成为全球能源发展的重点与趋势所向。聚光式太阳能热发电(Concentrated Solar Power,CSP)技术是指将太阳能聚集后，通过蓄热介质转化为热能，再将热能传送到发电系统进行发电，是一种绿色清洁的可再生能源发电技术，是未来解决能源问题最理想的途径之一。高温太阳能光谱选择性吸收涂层是CSP系统中光热转换的核心材料，其性能（高的吸收率、低的发射率和良好的热稳定性能）对提高光热转换效率和电站收益起着至关重要的作用。新一代槽式、塔式和碟式太阳能光热发电系统对于太阳能光谱选择性吸收涂层的高温热稳定性（大于600℃）和热辐射损失提出了更高的要求。　　本研究利用过渡金属硼化物固有的吸收特性和良好的热稳定性，采用磁控溅射技术，在不锈钢(SS)基底表面制备了TiB2、HfB2和ZrB2等系列高温太阳能吸收涂层，并利用现代分析测试技术和CODE光学模拟软件研究了涂层的结构与光学性能、热稳定性之间的关系，阐明了过渡金属硼化物涂层在高温下的结构的演化过程和光学性能衰减的机理，为制备具有高温、超高温光谱选择性涂层材料提供理论支撑。具体研究内容如下:　　1、利用磁控溅射的方法在不锈钢基底上制备了SS/HfB2/Al2O3光谱选择性吸收涂层，其吸收率为0.920，发射率为0.109。利用CODE光学模拟软件对SS/HfB2/Al2O3光谱选择性吸收涂层的反射光谱进行拟合比对，模拟与实验数据偏差为0.00000543。热稳定性测试表明:SS/HfB2/Al2O3涂层在600℃真空条件下退火2h后光学性质稳定。当退火时间延长至100h时，涂层在500℃退火后，无论在空气中还是真空中都能保持较高的光谱选择性。此外，涂层在真空中退火100h后，其活化能约为66.31kJ/mol。拉曼分析表明，HfO2的形成是涂层发生光学衰减的主要原因。　　2、利用磁控溅射在不锈钢基底制备了SS/TiB2/Al2O3高温光谱选择性太阳能吸收涂层，其吸收率为0.930，发射率为0.110。将涂层分别真空环境中退火，研究其短期热稳定性和长期热稳定性。研究结果显示:涂层退火2h后，在700℃下具有良好的热稳定性;涂层退火100h后，在600℃下具有良好的热稳定性。拉曼分析表明，氧化反应是涂层发生光学衰减的主要原因。此外，对涂层的退火温度与涂层色度之间的关系也进行了研究。　　3、利用磁控溅射技术在不锈钢基底制备了一种SS/TiB2-ZrB2/Al2O3新型复合陶瓷光谱选择性吸收涂层，涂层的吸收率为0.934，发射率0.118。热稳定性测试表明:涂层在600℃和700℃退火后，吸收率不变，发射率降低。这表明适当温度的退火可以提高涂层的光谱选择性。该涂层在700℃下具有良好的热稳定性，当退火温度升高到800℃时，涂层光学性能开始衰减。拉曼分析表明，氧化反应的发生是涂层发生光学衰减的主要原因。此外，对涂层的退火温度与涂层色度之间的关系也进行了研究。　　4、在TiB2和HfB2吸收涂层的研究基础上，研究开发了一种新型的SS/TiB2-HfB2/Al2O3复合陶瓷基光谱选择性吸收涂层，涂层的吸收率为0.922，发射率为0.094，该涂层在真空800℃退火后光学性能稳定。当该涂层在500℃退火后，由于硼化物在低氧条件下逐步氧化，使得其转化形成为一种新的膜层结构(SS/HBVF/LBVF/Al2O3)，从而进一步提高了涂层的光谱选择性。新涂层的吸收率为0.932，发射率为0.070。这种SS/HBVF/LBVF/Al2O3涂层在800℃的工作环境下光热转换效率可以达到68.62％。900℃退火后，涂层的光谱选择性明显降低。研究发现:涂层氧化和剥落是造成光学衰减的主要因素。　　5、利用磁控溅射技术在不锈钢基底制备了SS/HfB2-ZrB2/ZrB2/Al2O3多层光谱选择性吸收体涂层，该涂层吸收率为0.930，发射率为0.070。经椭圆偏振光谱仪和CODE软件对其进行拟合发现拟合数据与实测数据差异极小。经过5个周期的冷循环和热循环实验，涂层的吸收率略有下降，从0.93下降到0.91，但由于发射率较低，光谱选择性从12.92上升到14.84。这种多层结构的涂层表现出比单一吸收涂层光谱选择性更高的特点。该涂层在空气中经过5次抗热震实验测试后其性能稳定，几乎没有变化。在500℃退火2天后，涂层的光学吸收率降低到0.87。高分辨率透射电镜结果表明，氧化是造成光学衰减的主要原因。

关键词：太阳能光谱选择性吸收涂层过渡金属硼化物磁控溅射吸收特性热稳定性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物作为电解水催化剂的最新研究进展

引用

应用化工 2021年第10期50卷 2829-2833页

作者：邓晓莉李巧玲顾伟张睿轩郝莉中北大学理学院山西太原030051

对提高电解水制氢的效率的过渡金属硼化物催化剂做了详细介绍,同时阐述了掺杂非金属原子和碳基材料的过渡金属硼化物的合成和催化电解水性能的研究。过渡金属硼化物主要选取Fe,Co,Ni,Mo的硼化物,掺杂非金属原子C,N,P,碳基材料石墨烯,碳... 详细信息

对提高电解水制氢的效率的过渡金属硼化物催化剂做了详细介绍,同时阐述了掺杂非金属原子和碳基材料的过渡金属硼化物的合成和催化电解水性能的研究。过渡金属硼化物主要选取Fe,Co,Ni,Mo的硼化物,掺杂非金属原子C,N,P,碳基材料石墨烯,碳纳米管和碳纳米纤维,对它们的合成方法以及性能进行总结概括,最后提出其现存的主要问题以及未来的发展方向。

关键词：过渡金属硼化物电解水催化剂氢能源

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物、低铂合金化合物的构建及电催化性能研究

过渡金属硼化物、低铂合金化合物的构建及电催化性能研究

引用

作者：祝昕瑜济南大学

学位级别：硕士

燃料电池、金属空气电池和水电解槽等可再生和绿色能源转换和存储系统在应对不断增加的全球能源和环境挑战方面具有广阔前景。然而,它们的能量转换效率和能量利用主要受到电化学过程缓慢动力学的限制。目前,对于这些类型的燃料电池,纯... 详细信息

燃料电池、金属空气电池和水电解槽等可再生和绿色能源转换和存储系统在应对不断增加的全球能源和环境挑战方面具有广阔前景。然而,它们的能量转换效率和能量利用主要受到电化学过程缓慢动力学的限制。目前,对于这些类型的燃料电池,纯铂在活性、选择性和稳定性方面仍然是最合适的催化剂。然而,将Pt催化剂用于大规模应用仍然存在很多问题,因为其成本较高,而且Pt催化剂由于表面易中毒从而导致缺乏耐久性。因此,开发具有抗中毒性、高活性和低成本的氧还原催化剂对燃料电池的发展具有深远意义。低铂合金催化剂和非贵金属基电催化剂,例如过渡金属基碳化物、硼化物、氮化物等已被广泛研究,并展现出了优异的氧还原催化性能。本文的制备了过渡金属硼化物、低铂合金氧还原催化剂、并对其结构和催化性能进行了研究。得出如下的结论:（1）通过简单的化学还原法合成Fe2B催化剂前驱体,其中硼氢化钠同时起到硼源和还原剂的作用,再通过一步水热法成功合成了还原氧化石墨烯负载Fe2B（Fe2B/rGO）氧还原催化剂。X射线衍射,扫描电子显微镜和透射电子显微等结构测试结果表明合成的Fe2B/rGO为球状结构。循环伏安法、Tafel、RDE和RRDE等测试对其氧还原性能和机理能进行了研究。研究结果表明,Fe2B/rGO催化ORR的峰电流强度可达7.6 m A/cm2,超过了Pt/C（20 wt.%）催化剂。长时间运行后,电流强度可保持在最大电流的82.47%,高于Pt/C催化剂（79.4%）。Fe2B/rGO催化氧还原的起始电位高达0.95 V,比Pt/C（20 wt.%）催化剂仅低0.06V。Fe2B/rGO在碱性电解液中对ORR具有优异的催化活性和电化学稳定性,这可能是由于Fe2B中的硼原子加速了Fe2B/rGO对ORR的催化动力学,提高了起始电位和循环寿命。（2）通过简单的化学还原法合成FeNiB催化剂前驱体,利用硼氢化钠作为硼源和还原剂通过一步水热法成功合成了还原氧化石墨烯负载不同铁镍含量的FeNiB/rGO氧还原催化剂。X射线衍射,扫描电子显微镜和透射电子显微等结构测试结果表明FeNiB/rGO为球状结构。采用循环伏安法、Tafel、RDE和RRDE等电化学测试对其催化氧还原性能进行研究,结果表明FeNiB/rGO催化剂在碱性电解液中具有较高的催化氧还原反应活性,Fe1Ni1B/rGO的起始电位(Eonset)为0.91V,峰电流密度高于Pt/C。Fe1Ni1B/rGO中的还原氧化石墨烯具有良好的导电作用,铁镍硼形成了丰富的氧还原反应催化活性中心,使得Fe1Ni1B/rGO具有与Pt/C相似的催化氧还原性能。同时FeNiB中的硼原子加速了FeNiB/rGO对ORR的催化动力学,提高了氧还原反应的起始电位和循环寿命。（3）研究了一种以聚多巴胺衍生的空心碳纳米棒作为载体负载PtNi合金,在高温N2气氛下进行煅烧处理,最终获得了PtNi/HCNR系列催化剂。X射线衍射,扫描电子显微镜和透射电子显微等结构测试结果表明PtNi/HCNR为中空棒状结构,Pt、Ni均匀分布在碳纳米榜上。循环伏安法、Tafel、RDE和RRDE等电化学测试对其催化氧还原性能和机理能进行了研究。研究结果表明,所制备的PtNi/HCNR-2表现出良好的催化氧还原性能,其催化ORR的起始电位(Eonset)为0.98V,比Pt/C（0.94 V）高0.04 V,峰电流密度同样高于Pt/C,同时还有较低的Tafel斜率和较少的H2O2产率,具有较高的转化效率。

关键词：过渡金属硼化物氧还原催化剂催化剂电子转移数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属硼化物全解水第一性原理研究

过渡金属硼化物全解水第一性原理研究

引用

作者：虞江涛青岛科技大学

学位级别：硕士

随着科技和工业的快速发展,人类正面临环境污染和能源短缺的问题。作为清洁能源,氢气逐渐出现在研究者的视野。为了实现氢气的可持续利用,采用电化学水解的方法从水中提取氢气是提供高纯度氢气的有利策略。目前,Pt是最有效的析氢反应（h... 详细信息

随着科技和工业的快速发展,人类正面临环境污染和能源短缺的问题。作为清洁能源,氢气逐渐出现在研究者的视野。为了实现氢气的可持续利用,采用电化学水解的方法从水中提取氢气是提供高纯度氢气的有利策略。目前,Pt是最有效的析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）电催化剂,其过电势接近于0V。Ir O2和RuO2被认为是析氧反应（oxygen evolution reaction,OER）电催化剂的基准。然而,这些贵金属基电催化剂的稀缺性和高成本极大地阻碍了它们在商业中的大规模应用。过渡金属硼化物（transition metal borides,TMBs）因为其独特的交错排列式结构和成键特性,表现出优异的电催化活性,逐渐引起了研究者的兴趣。本工作采用了基于第一性原理的密度泛函理论的计算方法,使用Vienna Ab initio Simulation Package（VASP）计算软件包,研究了体相硼化镍（Ni2B）和二维过渡金属硼化物（MBenes）的HER和HER催化活性。具体工作内容如下所示:（1）首先研究了硼化镍（Ni2B）的HER电催化活性。研究发现,Ni2B结构稳定且具有良好的电导率。Ni2B-B表面的HER活性比Ni2B-Ni表面高,吸附吉布斯自由能(（?）GH)接近于零,表现出良好的电催化活性。采用同周期过渡金属M（Co、Cr、Fe和Mn）对表面Ni原子进行单原子替代掺杂。结果表明,掺杂后提高了Ni2B-Ni表面的HER催化活性。（2）为了探究其作为HER/OER双功能电催化剂的可行性,对Ni2B（001）晶面的OER催化性能也进行了相关研究。研究发现,Ni2B-Ni表面OER催化活性更高。掺杂后Ni2B-Ni表面OER性能得到了很大提升。Ni2B-B表面OER活性降低。结果预测,Ni2B是一种高效的非贵金属HER/OER双功能催化剂。（3）本工作采用密度泛函理论作为研究方法,选取6种典型的第一过渡系金属元素,构建MBenes模型（M=Co、Cr、Fe、Mn、V和Ni）并研究其HER和OER性能。研究表明,六种MBenes中,Co2B2、Cr2B2、Fe2B2有着出色的HER反应活性,Ni2B2表现出良好的OER反应活性。结果预测,MBenes是一种高效的HER和OER电催化剂。

关键词：过渡金属硼化物第一性原理析氢反应析氧反应掺杂

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：