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锆钴合金氢化反应热力学函数的计算

Ab initio of the Thermodynamic Function for the Hydrogenating of Zirconium-Cobalt Alloy

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【作者】 罗德礼; 蒋刚; 朱正和; 蒙大桥; 薛卫东;

【Author】 Luo De-Li,Jiang Gang,Zhu Zheng-He,Meng Da-Qiao,Xue Wei-Dong (Institute of Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065; China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900)

【机构】 四川大学<西区>原子与分子物理所,四川大学<西区>原子与分子物理所,四川大学<西区>原子与分子物理所,四川大学<西区>原子与分子物理所,四川大学<西区>原子与分子物理所 成都 610065中国工程物理研究院绵阳 621900,成都 610065,成都 610065,成都 610065; 中国工?;

【摘要】 在有效原子实势近似下,采用 Gaussian 98计算程序及 B3LYP/SDD密度泛函方法计算得到了 ZrCo和ZrCoH分子的结构、力常数、离解能,能量(E)、熵(S)以及ZrCo与氢同位素气体反应的热力学函数.在固态ZrCo、ZrCoH(D、T)的E和S的计算中,近似以气态分子总能量中的振动能Ev代替该分子处于固态时的振动能量,以电子运动和振动运动熵SEv代替分子处于固态的熵,在这种近似下,计算了不同温度下ZrCo与H2、D2、T2反应的 H 、  G 、  S 及氢化反应平衡压力,导出了氢化反应温度与平衡压力的依赖关系.计算得出:ZrCoH、ZrCoD、ZrCoT的生成焓(398~598 K)分别为 82.81、81.54和 80.49 kJ·mol-1,与实验结果有很好的一致性,表明这种近似处理方法是合理的,可以用于一些未知氢化物的热力学函数的近似计算。

【Abstract】 Density functional (B3LYP/SDD) method with relativistic effective core potential (RECP) have been used to optimize the structure of ZrCo and ZrCoH, and to calculate energy E, entropy S and enthalpy H of ZrCoH (D, T). Considering the characteristics of different motion types, the vibration energy or electronic and vi-bration entropy of the molecules is assumed to be the corresponding values of their solid states. H, S, G and hydrogen isotope equilibrium pressures of the hydrogenating reactions have been calculated based on this ap-proximation. The formation enthalpies for ZrCoH, ZrCoD and ZrCoT at temperature from 398 to 598 K are 82. 81, 81. 54 and 80. 49 kJ· mol-1 respectively. The results cohere with the experimental results. It means that the pre-sent method is somehow reasonable to theoretical study on thermodynamic functions of hydrogen storage materi-als.

【关键词】 ZrCo; ZrCoH; 分子结构; 热力学函数; 从头计算;
【Key words】 ZrCo; ZrCoH; Molecule structure; Thermodynamic function; Ab initio;
【基金】 国家自然科学-中国工程物理研究院联合基金(10076009)资助项目
  • 【文献出处】 物理化学学报 ,Acta Physico-chimica Sinica , 编辑部邮箱 ,2001年10期
  • 【分类号】O642
  • 【被引频次】34
  • 【下载频次】258
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