Mg-Ti-H体系晶体结构与相稳定性的第一性原理计算
First-Principles Calculation of the Crystal Structure and Stabilization of Mg-Ti-H System
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文摘
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采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法计算了不同Ti含量的Mg_xTi_((1-x))H_2(x=0.25, 0.5, 0.75, 0.875)体系的平衡晶格结构、总能量及稳定性。结果表明：氢原子在晶胞中的位置接近于四面体间隙位置；H-Ti原子间距小于H-Mg原子间距，表明Ti较Mg具有更强的“亲氢性”, Ti原子在吸引周围H原子的同时削弱了H-Mg键的强度；随Ti含量的增加，体系的稳定性和脱氢温度均降低，且Mg_xTi_((1-x))H_2体系与MgH_2相比，稳定性更差，脱氢温度更低，表明Ti可降低Mg_xTi_((1-x))H_2体系的分解温度并加速其脱氢动力学过程，表现出脱氢催化活性。 |
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其他语种文摘
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First-principles calculations were performed to determine the equilibrium crystal structures, energetic properties, and stability of Mg_xTi_((1-x))H_2 (x=0.25, 0.5, 0.75, 0.875) systems containing different amounts of titanium using the pseudopotential plane-wave method based on density functional theory. The calculation results show that the hydrogen atoms in the Mg_xTi_((1-x))H_2 hydrides roughly occupy the tetrahedral interstitial sites. The calculated H Ti distances are less than the HH M distances. This indicates that Ti has a more notable affinity for hydrogen than Mg. The bonding strength of H H Mis weaker when the Ti atom attracts surrounding hydrogen atoms. The stabilization and dehydrogenation temperatures of the hydrides Mg_xTi_((1-x))H_2 are lower than those of MgH_2 with an increasing Ti content. This indicates that titanium can reduce the decomposition temperature of the Mg_xTi_((1-x))H_2 hydrides and play a significant catalytic role in improving the dehydrogenation dynamic properties of the Mg_xTi_((1-x))H_2 hydrides. |
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来源
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物理化学学报
,2011,27(12):2793-2798 【核心库】
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DOI
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10.3866/pku.whxb20112793
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关键词
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Mg_xTi_((1-x))H_2
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晶体结构
;
赝势平面波
;
稳定性
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地址
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1.
沈阳理工大学材料科学与工程学院, 沈阳, 110159
2.
中国科学院金属研究所, 沈阳, 110016
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1000-6818 |
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学科
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化学;冶金工业 |
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基金
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辽宁省博士启动基金
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文献收藏号
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CSCD:4376653
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参考文献 共
33
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