B12M4(M=Li,Ti,Se)结构及储氢性能的密度泛函理论研究的开题报告一、研究背景及意义氢气是一种高能量清洁的燃料，可以实现零排放，是未来替代传统化石燃料的主要选择之一。然而，氢气的低密度、高压储存和运输等问题使得氢气技术面临着很大的挑战。因此，寻找高效、稳定的储氢材料成为了当前研究的热点之一。B12M4（M=Li，Ti，Se）结构因其独特的三维框架结构，成为了储氢材料的有力候选。其中，B12Li4具有较高的理论储氢量（12.8wt%），但是在实验中发现结果偏低；B12Ti4的理论储氢量（6.1wt%）和多种性质也受到了研究者们的重视。同时，B12Se4虽然没有相关理论预测数据，但是它具有更多的硒元素，可能有着更好的储氢性能。本研究将采用密度泛函理论（DFT）对B12M4结构进行计算，分析其结构稳定性、电子结构、储氢性能等方面的性质，为探索高效的储氢材料提供科学依据。二、研究内容1.建立B12M4（M=Li，Ti，Se）结构模型并进行几何优化，分析其稳定性和能量等。2.采用VASP计算软件对B12M4的电子结构进行计算，分析其带隙结构、密度分布等性质。3.通过HSE06方法修正泛函，得到更为精确的能带结构和电子结构。4.计算B12M4结构的储氢性能，分析其理论储氢量、吸附能、吸附热、吸附位置等性质。5.分析储氢性能与结构参数、电子结构等性质之间的关系。三、研究方法本研究采用第一性原理的密度泛函理论方法，采用VASP软件进行计算，主要包括以下步骤：1.构建B12M4（M=Li，Ti，Se）结构模型。2.进行几何优化，计算结构优化能量。3.计算B12M4的电子结构，分析带隙结构、密度分布等性质。4.采用HSE06方法对电子结构进行修正。5.计算B12M4结构的储氢性能，分析储氢量、吸附能、吸附热、吸附位置等性质。6.分析储氢性能与结构参数、电子结构等性质之间的关系。四、预期成果1.构建B12M4（M=Li，Ti，Se）结构模型并进行几何优化，分析其稳定性和能量等。2.对B12M4的电子结构进行计算，分析带隙结构、密度分布等性质，通过HSE06方法修正泛函。3.计算B12M4结构的储氢性能，分析其理论储氢量、吸附能、吸附热、吸附位置等性质。4.分析储氢性能与结构参数、电子结构等性质之间的关系。5.提出B12M4储氢材料的优化方案，在提高储氢性能的同时，优化其它性质。五、进度安排本研究的进度安排如下：第一、二个月：文献调研、理论分析和建模。第三、四个月：基于DFT计算并分析B12M4结构的能量、电子结构以及理论储氢量、吸附能、吸附热等性质。第五个月：研究B12M4结构的储氢性能与结构参数、电子结构等属性之间的关系。第六、七个月：在提高储氢性能的同时，优化其它性质。第八个月：总结分析数据，撰写论文。