氧吸附二维铂的弹性性质

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanyingguilai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
晶体表面原子的配位数相对较低,对于大多数金属,表面应力使得金属表面具有收缩的倾向。近年来,二维(2D)金属由于特殊的性质引起了广泛的研究兴趣。二维金属的厚度仅有几个原子层,表面应力导致二维金属自发产生本征应变。二维金属由于表面具有大量丰富的吸附位点,在催化领域表现出极大的应用潜力。金属催化剂的催化活性与表面吸附能密切相关,表面吸附能则可以通过应变工程来进行调节。因此,二维金属的本征应变对于优化催化性能十分重要。目前对二维金属弹性特性的研究主要集中在表面清洁的情况,而在实际催化过程中,二维金属的表面总是存在着吸附。在本文中,采用密度泛函理论方法研究了氧吸附的二维铂(Pt)的弹性性质。铂等贵金属是氢能的高效生产和利用中重要的催化剂,对2D Pt吸附性质的深入理解有希望进一步提高氢能利用速率与效率。通过计算得到了2D Pt的结构稳定性、吸附能、表面形变、杨氏模量等一系列性质。研究发现,厚度不小于两个原子层的2D Pt在理论上是动态稳定的。氧吸附引起了附加的表面应力,造成了2D Pt显著的晶格膨胀。由于泊松比效应,氧吸附导致2D Pt层间距离减小。2D Pt的杨氏模量通常随着表面氧原子覆盖率的增加而降低,而较薄的二维晶体一般表现出更高的刚度。分析表明,理解2D Pt整体的弹性特性需要通过将内部和表面区域集合起来加以考虑。
其他文献
甲醇作为一种可以在车用动力领域内高效清洁利用的可再生能源,是一种理想的绿色替代燃料。本文利用余热回收实现甲醇与其裂解气的掺混燃烧,利用台架试验研究了掺混甲醇裂解气对醇氢发动机性能的影响,在三维仿真中研究了使用两种不同催化剂对醇氢发动机性能的影响。首先研制了试验用批量制备CuNiZr(10wt%Zr)催化剂,分析了甲醇在两种不同剂量催化剂作用下的裂解成分,考察了催化剂的活性与一致性。随后,在化学当量
学位
船用离心风机是船舶通风系统的核心部件,除满足风机工作基本的全压效率外,还需兼顾空间限制及振动噪声指标。本文基于响应面法,结合风机设计指标,设计了CT5-21型双级离心风机,研究了结构参数对风机外特性及内部流场的影响规律,主要研究内容如下:首先,基于通风机设计理论和模型风机设计经验,结合风机设计空间要求进行CT5-21双级离心风机结构设计。在模型风机数值计算和试验验证基础上,构建CT5-21数值计算
学位
富氧燃烧是将分离后的O2与高CO2浓度的循环烟气混合,代替空气参与燃烧的碳捕集技术。无焰燃烧是一种强稀释低O2浓度下的新型燃烧技术。两者结合形成无焰富氧燃烧技术,具有温度分布均匀、CO2富集程度高以及NOx释放低等优势,应用于生物质掺混煤粉燃烧可实现负碳排放。为了探究此燃烧模式下生物质掺混煤粉燃料氮转化特性,本文开展了相应实验与模拟研究。基于台架开展了生物质掺混煤粉无焰富氧燃烧NO释放特性实验研究
学位
2020年煤炭在我国能源消费总量中占56.8%,其中火力发电消费煤炭占煤炭总消费量的51.8%。燃煤机组产生的PM2.5、SO3等大气污染物,连同脱硫终端产物盐分高腐蚀性强的脱硫废水都是行业内亟待高效综合解决的难题。针对以上难题,梯级蒸发脱硫废水零排放协同技术将脱硫废水零排放协同细颗粒物化学团聚强化除尘耦合SO3脱除,实现了3种污染物一体化综合治理。首先针对脱硫废水烟道蒸发细颗粒物化学团聚过程,从
学位
二氧化碳提高油气采收率是碳捕集、利用与封存领域内的重要技术。目前,二氧化碳驱油主要应用于地下残余油的开采,而地层中大量残余油被封存在纳米孔隙中。对于纳米孔隙中的二氧化碳驱油过程,现阶段的研究主要集中于对油-水-气相互作用、纳米孔内注气驱油过程的理解,而对含水纳米孔隙中二氧化碳驱油机理的研究不够深入。因此,本文将采用分子动力学模拟方法探究含水纳米孔隙内二氧化碳驱油过程以及其机理,主要结论如下:首先对
学位
CO2光催化还原技术在可以减少CO2排放的同时提供高附加值燃料,被认为是一项行之有效且前途光明的新兴技术。内照式蜂窝反应器具有光照利用率高和压力损失较小,易于放大等优点,在光催化反应器研究领域得到了很多利用。本文设计开发了负载Al4C3催化剂的内照式蜂窝反应器,从数值模拟计算和实验两方面探究了其光催化特性,简要分析了其光催化反应机理,为光反应器的优化设计提供了参考。利用COMSOL软件建立了内照式
学位
传统化石燃料燃烧带来的二氧化碳排放问题已引起了诸多关注,氨(NH3)作为国际能源署认定的无碳可再生能源,可实现燃烧过程的零碳排放,氨能的高效清洁利用成为燃烧领域的热点之一。NH3完全燃烧产物H2O对其氧化过程有重要影响,且掺混碳氢燃料有助于提高其反应性,故本文针对NH3和NH3掺混CH4燃料在N2和N2/H2O气氛下氧化的化学反应动力学进行研究。本文基于射流搅拌反应器和评估优化后的详细化学反应机理
学位
基于钙基热载体的热化学储能技术因清洁、高效等技术优势而备受关注,然而这项技术受到材料循环储能密度快速衰减的制约。天然壳类物质是一类高钙固体废弃物,其难以降解且对环境具有不利影响。为了资源化利用这类固体废弃物,本文选用其为原料来制备钙基热载体,研究了壳类高钙固体废弃物类别、不同有机酸改性、改性前驱物的p H、循环温度对其储热性能的影响,并通过Aspen Plus对聚光太阳能耦合钙循环储能系统进行流程
学位
生物油制备的生物沥青具有替代煤焦油沥青作为制铝行业碳阳极的电极粘结剂的潜力,生物油来源广泛、清洁无污染具有较好的应用前景。本文以两种含水量和含氧量不同的生物油为原料,系统的研究了蒸馏工况、生物油成分和三种添加剂对生物沥青性质的影响,本文的主要内容与结论如下:对来自热解多联产生物油和木焦油进行蒸馏,探究其在160~220℃温度内固、液、气三态产物的产率,并测试其气相、生物油及其馏分组成。结果表明,两
学位
涡轮机是在高转速条件下输出动力的重要机械,对结构强度具有严格的要求,随着增材制造的日益成熟,发动机涡轮转子体的拓扑优化在减重方面的前景使其成为倍受关注的研究方向之一。涡轮转子所承受的离心载荷是一种设计相关载荷,这使得对于涡轮盘的结构拓扑优化面临着目标函数非单调,进而引起优化过程不稳定甚至优化失败等问题。为了完成涡轮盘的结构拓扑优化设计,本文在传统密度法和导重准则的基础上,改进了拓扑优化流程,具体工
学位