储氢材料,Nature Chemistry!
发布日期:2024-02-28 来源:BB电子官网平台网址 热门游戏尽在掌握v7.2.11仪器
▲第一作者:Hyunchul Oh
通讯作者:Michael Hirscher, Torben R. Jensen, Yaroslav Filinchuk
通讯单位:日本东北大学,丹麦奥胡斯大学,比利时天主教鲁汶大学
DOI:10.1038/s41557-024-01443-x
图1|氮和氘负载γ-Mg(11BD4)2的NPD剖面,以及晶体结构的投影。
图2|在25K和203 mbar下负载氘的γ-Mg(11BD4)2。
图3|负载氘的γ-Mg(BD4)2的非弹性中子散射光谱
图4| N2和H2分别在77K和20K下的吸附等温线
图5|通过容积法表征γ-Mg(BH4)2中氢的吸附
纳米多孔γ-Mg(BH4)2是一个具有部分带负电氢原子的杂化框架,从而形成了孔的内表面。N2和H2分子都可以进入小孔,但是H2的气体吸收量是N2的三倍。N2位于孔的中心,而H2分子则位于BH4基团的部分带负电氢原子附近的自己的位点。本研究强调了开发具有高密度氢储存能力的杂化多孔框架的机会,或作为未来可能具有高温超导性和接近常压稳定性的材料。孔中的高H2密度是由于H2分子的异性形状,通常在接近常压下看到的是密集堆积的椭球体。此外,在非常高的压力下,氢分子可能会显示出更复杂的有序模式。虽然前人已经报道了H2分子形成所谓的氢聚集体,其中H2的分子间距实际上被拉长。然而,本研究通过实验和理论计算观察到,整个过程只形成了一个五氢分子簇,其中两个分子围绕它们的质心自由旋转,其中仅通过范德华相互作用结合。这与另外三个形成六氢键的分子形成对比,(B−Hδ−)2···H−H···(Hδ−−B)2。此外,理论计算显示,形成五氢二聚体的方式比氢在两个位置上的统计分布更有利。这些类型的氢相互作用与之前理论上定义的涉及杂化氢或电荷反转氢键的三氢键不同。
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2、测样、送检咨询:杨老师13810512843(同微信)
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图5|通过容积法表征γ-Mg(BH4)2中氢的吸附
纳米多孔γ-Mg(BH4)2是一个具有部分带负电氢原子的杂化框架,从而形成了孔的内表面。N2和H2分子都可以进入小孔,但是H2的气体吸收量是N2的三倍。N2位于孔的中心,而H2分子则位于BH4基团的部分带负电氢原子附近的自己的位点。本研究强调了开发具有高密度氢储存能力的杂化多孔框架的机会,或作为未来可能具有高温超导性和接近常压稳定性的材料。孔中的高H2密度是由于H2分子的异性形状,通常在接近常压下看到的是密集堆积的椭球体。此外,在非常高的压力下,氢分子可能会显示出更复杂的有序模式。虽然前人已经报道了H2分子形成所谓的氢聚集体,其中H2的分子间距实际上被拉长。然而,本研究通过实验和理论计算观察到,整个过程只形成了一个五氢分子簇,其中两个分子围绕它们的质心自由旋转,其中仅通过范德华相互作用结合。这与另外三个形成六氢键的分子形成对比,(B−Hδ−)2···H−H···(Hδ−−B)2。此外,理论计算显示,形成五氢二聚体的方式比氢在两个位置上的统计分布更有利。这些类型的氢相互作用与之前理论上定义的涉及杂化氢或电荷反转氢键的三氢键不同。
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