广西科学
廣西科學
엄서과학
GUANGXI SCIENCES
2014年
6期
652-655
,共4页
曾军%杜奇石%谢能中%黄日波
曾軍%杜奇石%謝能中%黃日波
증군%두기석%사능중%황일파
水合物储氧%清洁能源%量子化学%逃逸势垒%储存密度
水閤物儲氧%清潔能源%量子化學%逃逸勢壘%儲存密度
수합물저양%청길능원%양자화학%도일세루%저존밀도
oxygen-hydrate clathrate%clean energy%quantum chemistry%escaping barrier%storing density
【目的】用水合物在常温常压下能够储存氧气,在清洁能源、军事、航天、环境和生态保护等方面都有重大潜在应用,本文主要探讨水合物储氧的最佳比例和稳定性。【方法】在由20个水分子组成的正十二面体水合物512结构单元中分别放置1~3个氧分子,用量子化学方法优化氧分子簇(O2,2O2,3O2)与水合物512结构单元的作用结构,并计算水合物稳定能。【结果】在边长为2.82的水合物512结构单元中放置1个和2个氧分子时得到吸引的稳定能;当储存3个氧分子时水合物单元与氧分子簇间的稳定能转为排斥。【结论】当边长为2.82时,在水合物512结构单元中最多可以存储2个氧分子。氧分子从水合物512结构单元中逃逸的势垒高达~200 kJ/mol,远高于氢分子的逃逸势垒~80 kJ/mol。
【目的】用水閤物在常溫常壓下能夠儲存氧氣,在清潔能源、軍事、航天、環境和生態保護等方麵都有重大潛在應用,本文主要探討水閤物儲氧的最佳比例和穩定性。【方法】在由20箇水分子組成的正十二麵體水閤物512結構單元中分彆放置1~3箇氧分子,用量子化學方法優化氧分子簇(O2,2O2,3O2)與水閤物512結構單元的作用結構,併計算水閤物穩定能。【結果】在邊長為2.82的水閤物512結構單元中放置1箇和2箇氧分子時得到吸引的穩定能;噹儲存3箇氧分子時水閤物單元與氧分子簇間的穩定能轉為排斥。【結論】噹邊長為2.82時,在水閤物512結構單元中最多可以存儲2箇氧分子。氧分子從水閤物512結構單元中逃逸的勢壘高達~200 kJ/mol,遠高于氫分子的逃逸勢壘~80 kJ/mol。
【목적】용수합물재상온상압하능구저존양기,재청길능원、군사、항천、배경화생태보호등방면도유중대잠재응용,본문주요탐토수합물저양적최가비례화은정성。【방법】재유20개수분자조성적정십이면체수합물512결구단원중분별방치1~3개양분자,용양자화학방법우화양분자족(O2,2O2,3O2)여수합물512결구단원적작용결구,병계산수합물은정능。【결과】재변장위2.82적수합물512결구단원중방치1개화2개양분자시득도흡인적은정능;당저존3개양분자시수합물단원여양분자족간적은정능전위배척。【결론】당변장위2.82시,재수합물512결구단원중최다가이존저2개양분자。양분자종수합물512결구단원중도일적세루고체~200 kJ/mol,원고우경분자적도일세루~80 kJ/mol。
Objective]Storage of oxygen molecules (O2 )in clathrate hydrate at ambirent condi-tion has many potential applications,such as clean energy,environment and ecology protection, shuttle,space rocket,submarine and so on.[Methods]The clathrate hydrate of oxygen mole-cules is studied by using quantum chemical methods Hartree-Fock,B3LYP and MP2.[Results]When 1 or 2 oxygen molecules are included in the 512 hydrate cell with side length 2.82,the stable energy is atractive.When 3 oxygen molecules are trapped in the 5 12 cell,the stable energy turns to repulsive.[Conclusion]When the side length is 2.82,at most 2 oxygen molecules can be stored in a 512 hydrate cell.The escaping energy barrier of oxygen molecule is 200 kJ/mol, which is much higher than the escaping energy barrier 74 kJ/mol of hydrogen molecules.