Sc和Y共掺杂对镁基储氢材料性能的影响  

Effects of Sc and Y Co-doping on Hydrogenation/dehydrogenation Kinetics of Mg-based Hydrogen Storage Material

作　　者：刘丹丹[1] 程昊[2] 陈昌东[1] 腊明[1] 

机构地区：[1]平顶山学院化学化工学院,河南平顶山467000 [2]广西科技大学生物与化学工程学院,广西柳州545006

出　　处：《稀土》2016年第1期13-17,共5页Chinese Rare Earths

基　　金：河南省科技攻关项目(KJT142102310462;KJT142192310186);教育厅科学技术研究重点项目(15A610017)

摘　　要：对氢气分子在Sc和Y共掺杂的Mg(0001)面的解离情况进行了系统的研究,采用的研究法是利用基于密度泛函理论的第一性原理计算。对Sc原子和Y原子共同掺杂在Mg(0001)表面的稳定替代位置进行了研究,发现Sc原子和Y原子将选择共同停留在第一层并且是相邻的位置时最稳定。氢气分子在由Sc和Y共同掺杂的Mg(0001)表面解离时,其解离势垒被降低至0.05 eV。利用分波态密度分析了氢气分子在其表面分解的过渡态时的电子分布,通过分析发现,Sc原子及Y原子的d带电子与H原子的s带电子发生了明显的作用,其中Sc原子的d带电子的贡献起主要作用。研究表明,Sc和Y共同掺杂可以有效提高镁基储氢材料的吸放氢动力学性能,是改善镁基储氢材料的动力学性能很好的催化剂。Hydrogen molecule dissociation on Sc atom and Y atom co- doped Mg（ 0001） surfaces was studied in this paper,with method of first- principles calculations within the density functional theory（ DFT）. The result shows that Sc and Y tend to substitution on the first layer of Mg surface. When Mg（ 0001） surface co- doped by Sc atom and Y atom,the dissociation barrier has descend to 0. 05 eV; The d orbit of Sc and Y was benefit for hydrogen molecule dissociation on the surface.The d orbit of Sc was main effect on hydrogen molecule dissociation. Co-doping by Sc and Y can effectively improve hydrogenation kinetics for Mg materials.

关 键 词：SC Y 共掺杂 Mg(0001)表面 密度泛函理论 

分 类 号：TG146.45[一般工业技术—材料科学与工程]