具有许多酸和碱基释放热量和易燃气体的反应性(例如,H2)。与还原剂(例如氢化物,碱金属和氮化物)反应,以产生易燃气体(H2)和热量。与异氰酸酯,醛,氰化物,过氧化物和酸酐不兼容。与醛,HNO3(硝酸),HNO3 + H2O2(硝酸和过氧化氢的混合物)和HCLO4(高氯酸)剧烈反应。避免强大的基础。在环状醚上发现的未阻碍的氧原子,例如环氧化物,氧乙乙烷,呋喃,二恶英和pyrans,带有两个未共享的电子对 - 一种结构,有利于配位复合物的形成和阳离子的溶剂。环状醚被用作重要溶剂,作为化学中间体和单体,用于开环聚合。
能量储能和转换材料对于新的可再生清洁能源的开发和利用至关重要(Li等,2016)。氢作为一种理想的能源载体,可以运输,可储藏和可转换,有可能成为解决能源安全,资源可用性和环境兼容性的解决方案(Martin等,2020)。在环境条件下的体积密度极低(0.0899 kg m-3),以安全,有效和经济方式存储氢是一个基于氢的经济发展的巨大挑战(Schlapbach和Züttel,2001年)。与加压气体或液化氢相比,将氢存储在金属氢化物中具有确定的优势,在重量和体积密度,安全性,安全性和能量效率方面,用于移动和固定应用(Wu,2008; He et al。,2019; Ouyang等,202020202020年)。由美国能源部(DOE)制定的标准用于轻型燃料电池车的机载氢存储,包括6.5 wt%的系统重力密度和50 kg H 2 m-3的体积密度,以及其他严格的特性以及其他严格的特性,例如操作温度(<85°C),<85°C),扩展的自行车生活,快速生命,快速的Kinet,安全性,安全性,安全性,和成本。Therefore, in the last decade tremendous efforts have been devoted to the research and development of light metal hydrides, including MgH 2 , alanates, borohydrides, amides/imides, which hold sufficiently high hydrogen capacity ( Orimo et al., 2007; Hansen et al., 2016; Yu et al., 2017; Liu et al., 2018; Schneemann et al., 2018; Zhou等人,2019年;ding等。Zeng等。Zeng等。这本特殊的基于金属氢化物的能量储能和转化材料的重点是轻质金属氢化物的合成,催化剂开发和纳米结构(MGH 2,ALH 3,NAALH 4和LIBH 4)作为氢存储介质。对这一特刊的八项贡献强调,金属氢化物是有希望的高密度氢存储的候选者。催化剂证明有效地减少了基于MG的材料中氢气和解吸的反应能屏障。报告了Co-Ni纳米催化剂的催化活性,具有不同的组成和形态,用于MGH 2的氢储存反应。CO部分替换Ni引起了形态学从球形到板的变化,发现对催化活性的影响较小,这可能是由于表面接触降低所致。prepared Ni and TiO 2 co-anchored on reduced graphene oxide [(Ni- TiO 2 )@rGO], which showed superior catalytic effects on the hydrogen desorption, as evidenced by the release of 1.47 wt% H 2 by MgH 2 within 120 min at 225 ◦ C. Wang and Deng ameliorated the performance of MgH 2 by using a core-shell Co@N-rich carbon (CoNC) based催化剂。在他们的工作中,MGH 2-5 wt%conco复合材料在325°C中释放了高达H 2的6.58 wt%。
金属间金属氢化物是储氢应用的关键材料,然而,仍然需要具有更大储氢容量的金属氢化物。根据 Switendick-Westlake 标准,在金属氢化物中,体积储氢容量受限于可同时占据的容纳氢的间隙位点的数量,前提是最小氢化物最近邻距离约为 2.1 Å。到目前为止,违反此标准的情况很少。违反此标准的研究最深入的化合物可能是 R NiInH x 化合物(R = Ce、La、Nd)。先前对氘代物质的中子衍射研究表明存在 Ni–D∙∙∙D–Ni–D∙∙∙D–Ni 链,其 D∙∙∙D 接触异常接近,约为 1.6 Å。但尚无关于这些非典型氢化物的中子振动光谱研究报道。这里我们使用中子振动光谱 (NVS) 测量来探测 LaNiInH x ( x = 0.67, 1.6) 和 CeNiInH 1.4 中的氢动力学。当 x > 0.67 时,紧密的 H∙∙∙H 接触的存在产生了振动光谱中的两个相关特征,中心位于 ≈ 90 meV 附近,对应于同时占据相邻 R 3 Ni 四面体的配对 H 原子的振动。值得注意的是,当 x ≤ 0.67 时,这些特征在能量上与“未配对”H 原子的可比振动运动不同。为了进行比较,我们还对新表征的化学相似的 Sn 化合物 CeNiSnH、CeNiSnH 2 和 CeNiSnD 2 进行了粉末中子衍射和 NVS 测量。这些化合物也含有 R 3 Ni 四面体,但 H 占据的四面体彼此分离良好,最近的 H∙∙∙H 距离超过 2.1 Å,并且不违反 Switendick-Westlake 标准。因此,这些氢化物中不存在紧密 H∙∙∙H 接触的光谱特征。由 Elsevier BV CC_BY_4.0 发布
压力诱导的相变和相图是凝结物理学的长期主题。在上十年中报道了许多有趣的行为,例如高压条件下的高TC超导性,但是在正确的P-T条件下没有对负责任的结构进行很好的研究,并且机制远离完全理解的机制。在本演讲中,将在环境温度和低温条件下使用同步加速器X射线衍射(XRD)技术在高压下进行原位研究。选定的病例,包括金属氢化物和氧化物(LA-NI-O和BA-K-BI-O系统),将根据最近的XRD结果和第一个原理计算以及低温和高压域的更新相图讨论。
摘要在超高压力下(例如,H 3 S和LAH 10)在基于氢化物的材料中的超导性观察引起了人们对发现新的高压氢化物超导体的更具数据驱动方法的兴趣。在这项工作中,我们进行了密度功能理论(DFT)计算,以预测(0-500)GPA的压力范围内900多种氢化物材料的临界温度(T C),在此,我们发现122个动态稳定的结构,在MGB 2(39 K)上方的t C上有122个T C c。为了加速筛选,我们训练了图形神经网络(GNN)模型,以预测T C,并证明可以使用通用机器学习的力场来放宽在任意压力下的氢化物结构,并大大降低了成本。通过组合DFT和GNN,我们可以在压力下建立更完整的氢化物图。
除了实验测量外,量子力学(QM)计算在评估和预测BDE值方面已经成为关键。新兴的计算方法用于自动枚举和探索反应机制的枚举和探索使用估计的BDE值,以识别众多可能性之间的能量有利路径。在0 K(d 0)的BDES综合计算中,可以实现10个高水平的精度。例如,CBS-QB3方法的平均误差(MAE)为0.58 kcal mol-l相对于小分子(例如硅藻,碳氢化合物和N,S,S,BE,LI和SI)的实验值的平均误差(MAE)。11,12然而,密度功能理论(DFT)计算对于较大的,构象上的thy-facible化合物而言更为实用,并且越来越多地用于计算BDES:13 M06-2X混合Meta-GGA函数可提供2.1 kcal mol - 1
1。Contents and Qualification Objectives Contents • Coordination chemistry : mechanisms of reactions of coordination compounds (ligand exchange, electron transfer reactions) • Reaction steps in homogeneous catalysis: oxidative additions and reductive eliminations, σ-bond metatheses, insertion and elimination reactions • Transition metal compounds : metal hydrides and metal organyls, carbene complexes, olefin complexes (synthesis, structure, bonding and reactions) - metal activation of industrially relevant substrates, like dihydrogen, alkanes, carbon monoxide, olefins • Main group element organyls : element organyls of the boron group (triels) – hydroboration and carbometallation reactions • Structural chemistry of inorganic solids : structural arguments, packing types in solid compounds, phase transitions, systematic通过填充八面体和四面体间隙,分子晶格,链条结构,分层结构,网络结构,直径的结构来扣除从密集的球体包装开始的结构。• Intermetallic phases and compounds : alloys, Zintl phases and Zintl salts, polycationic and polyanionic clusters of the main group elements, Wade's rules • Subvalent transition metal compounds : magnetic phenomena, metal-metal bonding, metal-metal multiple bonding, metal clusters, condensation of clusters, metal rich compounds, cluster connection • Solid-state materials : precious stones,它们的使用和生产,钻石和钻石合成,富勒烯,碳纳米管,石墨烯•固体中的化学键:电子带结构理论的介绍,状态的密度,晶体轨道。课程格式资格确定目标•获取对现代无机分子化合物的最重要类别的增强知识•对O过渡金属氢化物,基基和碳复合物的更深入了解同质催化中的基本步骤o同质催化的基本步骤,小分子激活o结构和结构型固体式和化学构成的构建和化学构成•形成型结构和化学的结构•化合物•化学•化合物•化学•化合物•化学•化学•在讨论未知化合物的讨论中获得的知识的使用•信息管理•批判性思维•解决问题的技能•彻底的知识和分析技能,用于计划复杂化学分子的合成途径•对复杂问题的分析和反思•增强交流的能力2。
材料发现中的一个关键挑战是找到高温超导体。氢和氢化物材料长期以来一直被认为是有希望的材料,这些材料表现出传统的语音介导的超导性。但是,稳定这些材料所需的高压力限制了它们的应用。在这里,我们提出了高通量计算的结果,考虑到在环境压力下从周期表之间穿过二种高对称性三元氢化物。然后通过在直接估计超导临界温度之前考虑热力学,动态和磁性稳定性来减少这个较大的组成空间。这种方法揭示了一个可稳定的环境压力氢化物超导体Mg 2 IRH 6,预测的临界温度为160 K,可与最高温度超导底漆相当。我们通过与结构相关的绝缘子Mg 2 IRH 7提出了一条合成途径,该途径在15 GPA以上是热力学稳定的,并讨论这样做的潜在挑战。
要充分发挥可再生能源的真正潜力,就需要一种能源储存系统。12 有许多技术可用于储存氢气。商业上最常见的氢气储存方法是通过压缩将氢气储存在高压气瓶中。13 由于氢气的密度低于其他燃料,因此这种氢气储存对气瓶的体积要求很大。14 储存氢气的其他方式包括金属氢化物和低温形式(参考文献 15)。本篇评论文章讨论了已报道的不同可再生制氢技术。它还讨论了净化技术和储存系统,并简要讨论了氢气的应用及其成本分析。它提供了重要的细节,可用于设计和开发不同的氢气生产、净化和储存技术。本评论将有助于有关氢气和氢经济的学术研究。
