Li3N團(tuán)簇儲(chǔ)氫反應(yīng)機(jī)理的理論研究.pdf

1、隨著石油資源的日漸匱乏和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，尋找和發(fā)展新型能源為全世界所矚目。人們對(duì)新能源的不斷探索過(guò)程中，氫能被公認(rèn)為人類未來(lái)的理想能源，但氫能的儲(chǔ)存限制了其利用。理論儲(chǔ)氫量較大的堿金屬氮化物成為儲(chǔ)氫研究的重點(diǎn)，但堿金屬氮化物在反應(yīng)中有固-固反應(yīng)，使得反應(yīng)條件高，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)難以充分進(jìn)行。如果堿金屬氮化物反應(yīng)在團(tuán)簇級(jí)別進(jìn)行，可以降低反應(yīng)條件，提高反應(yīng)速度，反應(yīng)更為充分。但目前在團(tuán)簇級(jí)別研究堿金屬氮化物的反應(yīng)機(jī)理很有限。
　　

2、 本文采用密度泛函理論(B3LYP)方法，在6-311G*基組水平上對(duì)Li3N與H2以及團(tuán)簇(Li3N)2與H2反應(yīng)的微觀機(jī)理進(jìn)行了計(jì)算分析。闡述了量子化學(xué)的發(fā)展過(guò)程以及應(yīng)用量子化學(xué)對(duì)團(tuán)簇的研究方法，介紹了過(guò)渡態(tài)理論和內(nèi)稟坐標(biāo)理論。研究了Li3N團(tuán)簇與H2反應(yīng)的微觀機(jī)理，反應(yīng)式為L(zhǎng)i3N+2H2(?)Li2NH+LiH+H2(?)LiNH2+2LiH，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步為L(zhǎng)i3N團(tuán)簇與H2反應(yīng)，第二步為L(zhǎng)i2NH團(tuán)簇與H2反應(yīng)，優(yōu)

3、化了各步的反應(yīng)物、中間體、過(guò)渡態(tài)和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型，同時(shí)通過(guò)振動(dòng)分析，結(jié)果證實(shí)了中間體和過(guò)渡態(tài)的正確性，內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IRC)計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步確認(rèn)了反應(yīng)路徑。確認(rèn)了此反應(yīng)為單通道放熱反應(yīng)。計(jì)算得到第一步反應(yīng)的活化能為117.3kJ/mol，第二步反應(yīng)的活化能小于第一步僅為5.5136kJ/mol。研究了(Li3N)2團(tuán)簇與H2反應(yīng)的微觀機(jī)理，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步為(Li3N)2與H2反應(yīng)，第二步為(Li2NH)2團(tuán)簇與H2反應(yīng)，優(yōu)化了反應(yīng)