多孔材料CrI3作为氢气提纯的理论模拟研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

氢气是一种清洁能源,具有重要的工业应用价值,尤其在石化、冶金、食品加工、精密电子工业合成等领域已经得到了广泛应用。

且它具有丰富的含量、较高的能量密度、以及高清洁度等特点,有望成为未来的重要能量来源之一,然而,在实际应用中,氢气的高效分离、氢气的存储等问题还面临着巨大的挑战,为了高效安全地利用氢气,所以必须对制备氢气过程中产生的杂质气体进行有效的过滤。

我们对材料的研究进入了一个二维时代。

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2. 国内外研究现状分析

在国内,基于多孔材料的分子膜早有报道。

但不能满足高渗透率和高选择性的要求。

达到高渗透率和高选择性的目标仍然是一个巨大的挑战。

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3. 研究的基本内容与计划

1、 熟悉相关的软件及操作系统2、利用MS构建二维多孔材料的结构,把氢气及其常见杂质气体放入二维多孔材料上。

3、利用vasp软件进行仿真模拟,计算不多杂质气体通过孔时的能垒,通过的效率等。

4、编写程序对其实验数据处理分析,分析不同气体的通过能垒,从而得出二维多孔材料过滤杂质的效果。

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4. 研究创新点

三碘化铬是一种永磁体,其晶体结构是层叠状的,能够有效的过滤氢气,将两层三碘化铬置于两层导电的石墨烯间,当这两层三碘化铬中的电子自旋指向相同或相反时,电子可无阻通行或基本被阻止,这被称为隧穿磁阻效应。可实现这种效应的结构被称为磁性隧道结,是磁性信息存储的最基本单元,是存储氢气与提纯氢气的优选材料之一。

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