杂质气体O2对ZrCo合金吸附性能影响机理的第一性原理研究

作者：赵世祥; 曾祥国^*; 王云天; 严义刚

来源：应用数学和力学, 2023, 44(02): 152-159.

• ZrCo合金
• 杂质气体O2
• 吸附性能
• 影响机理
• 第一性原理

杂质气体在ZrCo合金表面的吸附行为对其储氢性能具有重要的影响.采用基于赝势平面波法的第一性原理对空气中的O2在ZrCo(110)表面的吸附行为进行了研究.对O2在合金表面所有稳定吸附构型进行吸附能分析以及电荷分析的结果表明：O2吸附的最稳定构型为B3(Zr—Co桥位)，在该位点的吸附能为-8.124 eV.该构型的态密度和差分电荷密度的结果表明：O2在ZrCo(110)表面该位点的吸附属于强化学吸附，O—O键发生断裂.O原子与ZrCo(110)表面原子的成键本质为O原子的电子和周围表面原子的电子发生电子轨道重叠，即O原子的2s、2p轨道电子与表面的Zr原子的4p、4d轨道电子和Co原子的3d轨道电子发生了电子轨道重叠，出现了轨道杂化现象.研究结果对后续揭示ZrCo合金储氢材料在杂质气体中的毒化机制具有积极作用.

• 单位
  成都职业技术学院; 四川大学