| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-22页 |
| 第1章 绪论 | 第22-45页 |
| ·氢能开发的重要性 | 第22-23页 |
| ·常用储氢方式 | 第23-25页 |
| ·金属氢化物的吸放氢机理及特性研究 | 第25-28页 |
| ·吸放氢机理 | 第25-26页 |
| ·吸放氢热力学与动力学性能研究 | 第26-28页 |
| ·Mg基储氢合金的研究进展 | 第28-40页 |
| ·Mg基储氢合金的特点 | 第28-29页 |
| ·Mg基储氢合金的制备方法 | 第29页 |
| ·纯Mg储氢体系 | 第29-31页 |
| ·Mg-Ni基储氢体系 | 第31-33页 |
| ·Mg与其它元素储氢体系 | 第33-34页 |
| ·Mg基储氢合金吸放氢动力学改性研究 | 第34-40页 |
| ·纳米结构对Mg基合金吸放氢动力学性能的影响 | 第34-35页 |
| ·催化剂对Mg基合金吸放氢动力学性能的影响 | 第35-38页 |
| ·纳米结构及催化剂对Mg基合金吸放氢动力学的作用机制 | 第38-40页 |
| ·计算材料学及计算模拟方法简介 | 第40-43页 |
| ·第一性原理计算法(FP法) | 第41页 |
| ·分子动力学方法(MD法) | 第41-42页 |
| ·蒙特卡洛方法(MC法) | 第42页 |
| ·有限元法(FEM法) | 第42-43页 |
| ·本论文的研究目的与主要内容 | 第43-45页 |
| 第2章 第一性原理计算和密度泛函理论 | 第45-64页 |
| ·多粒子系统的定态薛定谔(Schr(o|¨)dinger)方程 | 第45-46页 |
| ·绝热近似 | 第46-47页 |
| ·Hartree-Fock近似 | 第47-48页 |
| ·密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT) | 第48-53页 |
| ·Thomas-Fermi模型 | 第49页 |
| ·Hohenberg-Kohn定理 | 第49-50页 |
| ·Kohn-Sham方程 | 第50页 |
| ·交换关联能的近似 | 第50-52页 |
| ·局域(自旋)密度近似(LDA/LSDA) | 第51页 |
| ·广义梯度近似(GGA) | 第51-52页 |
| ·自洽场计算 | 第52-53页 |
| ·基本物理量 | 第53-54页 |
| ·能带结构 | 第53页 |
| ·态密度 | 第53-54页 |
| ·Mulliken集居数分析 | 第54页 |
| ·电荷密度图 | 第54页 |
| ·Material Studio计算软件 | 第54-62页 |
| ·Materials Visualizer模块 | 第55页 |
| ·DMol~3 模块 | 第55-59页 |
| ·模块简介 | 第55-57页 |
| ·相关参数 | 第57-59页 |
| ·CASTEP模块 | 第59-62页 |
| ·模块简介 | 第59-60页 |
| ·赝势 | 第60-61页 |
| ·平面波 | 第61页 |
| ·相关参数 | 第61-62页 |
| ·本章小结 | 第62-64页 |
| 第3章 氢在镁表面吸附，解离与扩散行为 | 第64-77页 |
| ·引言 | 第64-65页 |
| ·计算模型构建与计算方法 | 第65-66页 |
| ·计算模型构建 | 第65页 |
| ·计算方法 | 第65-66页 |
| ·体与表面模型测试 | 第66-67页 |
| ·结果分析与讨论 | 第67-76页 |
| ·Mg(0001)表面驰豫及电子结构 | 第67-69页 |
| ·H/H_2 在Mg(0001)表面的吸附 | 第69-72页 |
| ·H原子在Mg(0001)表面的吸附 | 第69-72页 |
| ·H_2 分子在Mg(0001)表面的吸附 | 第72页 |
| ·H_2 在Mg(0001)表面的解离 | 第72-74页 |
| ·H原子在Mg(0001)表面的扩散 | 第74-76页 |
| ·本章小结 | 第76-77页 |
| 第4章 表面缺陷与过渡金属掺杂对镁表面吸氢性能的影响 | 第77-91页 |
| ·引言 | 第77-78页 |
| ·计算模型构建与计算方法 | 第78-79页 |
| ·计算模型构建 | 第78-79页 |
| ·计算方法 | 第79页 |
| ·表面模型测试 | 第79-80页 |
| ·结果分析与讨论 | 第80-89页 |
| ·H_2 在缺陷及Pd原子共吸附Mg(0001)表面的吸附构型 | 第80-83页 |
| ·H_2 在空位缺陷及Pd原子共吸附Mg(0001)表面的解离 | 第83-86页 |
| ·H原子在空位缺陷Mg(0001)表面的扩散 | 第86-87页 |
| ·空位缺陷及Pd原子对H_2 吸附与解离催化的微观机制 | 第87-89页 |
| ·本章小结 | 第89-91页 |
| 第5章 氢在MgH_2 表面的脱附与扩散行为 | 第91-109页 |
| ·引言 | 第91页 |
| ·计算模型构建与计算方法 | 第91-93页 |
| ·计算模型构建 | 第91-92页 |
| ·计算方法 | 第92-93页 |
| ·体与表面模型测试 | 第93-94页 |
| ·结果分析与讨论 | 第94-108页 |
| ·MgH_2 表面驰豫及电子结构 | 第94-97页 |
| ·H_2 在MgH_2 表面的脱附性能 | 第97-101页 |
| ·H原子在MgH_2 表面的扩散性能 | 第101-103页 |
| ·H_2 在具有Mg空位及Pd掺杂MgH_2 表面的脱附性能 | 第103-105页 |
| ·空位缺陷与Pd有利于H_2 在MgH_2 表面脱附的微观机理 | 第105-108页 |
| ·本章小结 | 第108-109页 |
| 第6章 过渡金属氧化物对MgH_2 体系放氢性能的影响 | 第109-132页 |
| ·引言 | 第109-110页 |
| ·计算模型与方法 | 第110-111页 |
| ·计算模型构建 | 第110-111页 |
| ·计算方法 | 第111页 |
| ·计算结果与讨论 | 第111-130页 |
| ·晶体几何结构 | 第111-114页 |
| ·形成热 | 第114-115页 |
| ·H原子解离能 | 第115-119页 |
| ·置换固溶热与空位形成能 | 第119-120页 |
| ·电子机制分析 | 第120-123页 |
| ·第二相对MgH_2 放氢能力的影响 | 第123-130页 |
| ·相界模型的构造 | 第124-126页 |
| ·合金形成热 | 第126-127页 |
| ·电子机制分析 | 第127-130页 |
| ·本章小结 | 第130-132页 |
| 第7章 Mg_2Ni及其氢化物的结构特性与放氢性能 | 第132-146页 |
| ·引言 | 第132页 |
| ·计算模型与方法 | 第132-135页 |
| ·计算结果与讨论 | 第135-144页 |
| ·晶体结构 | 第135-137页 |
| ·合金形成热 | 第137页 |
| ·放氢反应热及H原子解离能 | 第137-139页 |
| ·电子结构 | 第139-144页 |
| ·态密度 | 第139-143页 |
| ·电荷密度 | 第143-144页 |
| ·本章小结 | 第144-146页 |
| 第8章 Mg_2NiH_4 体系放氢性能的合金化效应 | 第146-179页 |
| ·引言 | 第146-147页 |
| ·Mg_2Ni及其氢化物掺杂体系相结构稳定性与放氢性能研究 | 第147-164页 |
| ·计算模型与方法 | 第147-150页 |
| ·计算结果与讨论 | 第150-164页 |
| ·平衡晶格常数 | 第150-151页 |
| ·合金化元素掺杂于Mg_2Ni及其HT/LT-Mg_2NiH_4 所形成的稳定结构 | 第151-155页 |
| ·合金化元素掺杂于HT/LT-Mg_2NiH_4 体系的放氢性能 | 第155-157页 |
| ·合金化效应形成稳定Mg_2Ni相结构以及改善Mg_2NiH_4 氢化物体系放氢性能的微观机制 | 第157-161页 |
| ·Mg_2Ni及其HT/LT-Mg_2NiH_4 掺杂体系相对于第二相的热力学稳定性 | 第161-164页 |
| ·Mg_2TH_y (T=Ni, Co, Fe)的相结构稳定性及成键特性研究 | 第164-171页 |
| ·计算模型与方法 | 第165-166页 |
| ·结果分析与讨论 | 第166-171页 |
| ·晶体几何结构与结合能 | 第166-168页 |
| ·态密度 | 第168-169页 |
| ·键序与离子性 | 第169-171页 |
| ·Cu合金化Mg_2NiH_4 氢化物的组织结构与放氢性能实验研究 | 第171-177页 |
| ·实验条件与方法 | 第171-172页 |
| ·结果分析与讨论 | 第172-177页 |
| ·原始粉末的组织结构 | 第172-173页 |
| ·不同氢压与不同球磨时间下2Mg-Ni与2Mg-0.75Ni-0.25Cu混合物体系的物相组成及组织结构 | 第173-176页 |
| ·球磨2Mg-Ni与2Mg-0.75Ni-0.25Cu混合物的放氢性能 | 第176-177页 |
| ·本章小结 | 第177-179页 |
| 结论 | 第179-181页 |
| 论文主要创新点 | 第181页 |
| 工作展望 | 第181-182页 |
| 参考文献 | 第182-197页 |
| 附录A (攻读博士学位期间发表的主要论文，主持与参加课题及奖励情况) | 第197-200页 |
| 致谢 | 第200页 |
