钙与铬修饰降冰片二烯

3.结果与讨论 3.1构型
图1： B3LYP优化钙铬修饰的降冰片二烯的结构，关键键长(Å)和最小振动频率(cm-1)。
3.结果与讨论 3.2.1电子性质
图2： C7H8Ca, C7H8Ca(H2)5, C7H8Cr和C7H8Cr(H2)4的前线轨道
3.2.1氢结合能
图3：钙铬修饰的降冰片二烯吸氢后的构型优化，关键键长(Å)和最小振动频率(cm-1)。
图4：加氢后的钙铬修饰的降冰片二烯的HOMO-LUMO能量差与吸附氢气分子的数量变化曲线
4.总结
通过密度泛函的方法研究了钙铬修饰的降冰片二烯的电子 结构和储氢性能，结果表明C7H8Ca和C7H8Cr作为储氢材料 有良好的应用前景。C7H8Ca(H2)5 和 C7H8Cr(H2)4的储氢 密度分别达到了7.1和5.3wt.%，并且有良好的氢结合能 （分别为20.8和42.9KJ/mol）。随着H2的吸附，复合物结 构的HOMO-LUMO能量差增加，体系更加稳定。氢气吸附后 良好的相互作用能和较高的重量百分比可以推断出这些结 构可以成为有潜力的储氢材料。
表2： 在B3LY/6-311+G(d,p )水平下，零点能矫正后的每吸附一个氢气 分子的结合能（KJ/mol）
C7H8Ca
H2
2H2
3H2
4H2
5H2
∆E -99.8 -40.5 -31.5 -22.0 -20.8 C7H8Cr H2 2H2 3H2 4H2
∆E -50.9 -48.3 -43.0 -42.9
钙与铬修饰降冰片二烯作为新型储氢材料的理论设计
学院：化学与材料科学学院 专业年级：2013级化学专业
报告人：申明霜 冯静姣
指导教师：张成根
1.前言
氢是一种可再生能源载体，储氢方法的研究将有可能为能 源和环境的可持续发展提供解决途径，因此寻找到合适的 储氢材料是必不可少的前提条件。然而满足于实体化要求 的储氢材料非常稀有[1,2]，因此寻找高效的储氢材料是 一个重要的研究领域。美国能源部已经设定了目标材料： 到2017年，储氢性能在重量方面要达到5.5 wt.%，在体积 容量方面要达到40 g L-1[3]。
1.前言
近几年，各种碳基纳米材料的氢吸附特性被广泛研究[4]， 碳基纳米主要通过简单的物理吸附，它储存的氢气结合能 比较低，理想的氢气结合能范围应该在每个氢分子20- 60 KJ mol-1[5]。许多研究表明用钙、铬修饰的纳米材料结 合能显著提高
降冰片二烯是一种有机化合物，可以用来做有机金属化学 的金属结合配体，金属降冰片二烯对功能材料和均相催化 的应用十分广泛[12]。本文我们将对钙、铬修饰降冰片二 烯作为新型储氢材料进行理论研究。
表1：在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下，钙铬修饰的降冰片二烯及氢加合物 中钙铬的自然电荷数（e）
C7H8Ca
Ca
1.38
H2 1.36 H2
2H2 1.35 2H2
3H2 1.25 3H2
4H2 1.14 4H2
5H2 1.06
C7H8Cr
Cr 0.61
0.15
-0.26 -0.85 -1.61
2.实验部分
2.1计算方法
E2，氢气分子能量 n:吸附氢分子的数 所有的计算均采用高斯09程序，使用密度泛函 B3LYP/6量
311+G(d,p)进行优化和分析。
Baidu Nhomakorabea
平均氢结合能是根据ΔE = E3 – E1 – n*E2来评估的
加氢后的产 物的能量
钙铬修饰的 降冰片二烯
2.实验部分
2.2计算平台 硬件：计算机 软件：Gaussian09软件、GaussView