镍空穴调制的Ni3P催化产氢性能影响的第一性原理计算开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效的二次能源，具有能量密度高、零碳排放等优点，被认为是未来理想的能源载体。

电解水制氢是实现氢能规模化应用的关键技术之一，而高效、稳定的析氢反应(her)催化剂是提升电解水制氢效率的核心。

过渡金属磷化物(tmps)因其独特的电子结构和优异的催化活性，近年来在her催化剂领域备受关注。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，过渡金属磷化物(tmps)作为一种新型的非贵金属催化剂，在电催化析氢反应(her)领域展现出巨大的应用潜力。

其中，ni3p以其优异的催化活性、良好的稳定性和低廉的成本而备受关注，成为her催化剂研究的热点材料之一。

国内外学者对ni3p的her催化性能进行了广泛的研究，并取得了一系列重要进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将采用基于密度泛函理论(dft)的第一性原理计算方法，深入研究镍空穴对ni3p催化产氢性能的影响。

具体研究内容如下：
1.构建ni3p催化剂的结构模型：首先，构建ni3p晶体结构模型，并在此基础上构建ni3p的表面模型，选择合适的晶面作为研究对象。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用基于密度泛函理论(dft)的第一性原理计算方法，借助高性能计算平台和相关计算软件，对镍空穴调控ni3p催化剂的产氢性能进行系统研究。

具体步骤如下：
1.理论基础学习：深入学习密度泛函理论、固体物理、材料计算等相关理论知识，掌握第一性原理计算方法的基本原理和应用。

2.计算软件和参数选择：选择合适的dft计算软件，例如vasp、quantumespresso、castep等，并根据研究体系和计算精度确定相应的计算参数，例如交换关联泛函、赝势、k点取样等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.系统研究镍空穴对ni3p电子结构的影响：本研究将系统地研究不同浓度、尺寸和位置的镍空穴对ni3p电子结构的影响，分析其态密度、能带结构等性质的变化，揭示镍空穴对ni3p电子结构的调控机制。

2.深入研究镍空穴对氢吸附的影响：本研究将深入研究镍空穴对氢吸附的影响，分析不同浓度、尺寸和位置的镍空穴对氢吸附能的影响规律，揭示镍空穴调控ni3p对氢吸附能力的机制。

3.揭示镍空穴对her反应路径的影响：本研究将利用dft计算方法模拟her反应过程，分析镍空穴对her反应路径的影响，确定her反应的决速步，揭示镍空穴调控ni3p催化活性的微观机制。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王海粟. 浅议会计信息披露模式[j]. 财政研究, 2004, 21(1): 56-58.

2. 王建伟, 王志强, 赵永生, 等. ni2p的制备及其电催化析氢性能[j]. 物理化学学报, 2017, 33(1): 18-24.

3. 李亚栋. 过渡金属磷化物纳米晶的控制合成、性质及应用[j]. 化学学报, 2017, 75(1): 3-18.