过渡金属Sc,Ti掺杂硼团簇结构与稳定性的密度泛函理论研究的开题报告

过渡金属Sc,Ti掺杂硼团簇结构与稳定性的密度泛函理论研究的开题报告一、选题背景与意义硼团簇是一种由硼原子组成的小分子团，具有良好的热稳定性和电子性质，因此在材料学、催化剂和光电转换等领域具有广阔的应用前景。近年来，研究表明，过渡金属的掺杂可以极大地改善硼团簇的性质，提高其稳定性和催化性能，因此具有重要的理论和实践价值。本文选取了过渡金属Sc和Ti作为掺杂元素，探究其掺杂对硼团簇结构和稳定性的影响，旨在为硼团簇在应用方面的发展提供理论基础支撑。二、研究内容和方法本研究将运用密度泛函理论方法，建立Sc、Ti掺杂硼团簇的模型，并分别对其进行结构和能量计算，探究掺杂过程中可能发生的结构变化和能量变化，以及原子间的相互作用。同时，采用Bader分析和电子态密度分析等方法，深入探究掺杂对硼团簇的电子性质和稳定性的影响。最后，将评估Sc、Ti掺杂硼团簇结构和性能的优化效果，并探寻其在材料学和催化剂领域中的应用潜力。三、研究方案和进度安排1.收集并整理Sc、Ti掺杂硼团簇的相关文献和数据，对其进行系统梳理，明确研究重点和技术目标。预计耗时2周。2.建立Sc、Ti掺杂硼团簇模型，运用VASP软件包和PBE泛函进行结构和能量计算，预计耗时4周。3.对掺杂过程中可能的结构变化和能量变化进行研究，预计耗时6周。4.进行Bader分析和电子态密度分析，探究掺杂对硼团簇的电子性质和稳定性的影响，预计耗时4周。5.对Sc、Ti掺杂硼团簇的稳定性和催化性能进行评估，预计耗时2周。6.撰写开题报告和中期报告，预计共计耗时1周。7.对研究成果进行整理和总结，完成毕业论文。预计耗时10周。四、预期研究成果我们预计本研究的主要成果包括：1.建立Sc、Ti掺杂硼团簇的模型，深入挖掘硼团簇结构和性质的科学内涵，为硼团簇科学研究提供新的理论基础。2.探究掺杂过程中硼团簇结构演化和能量变化，分析掺杂对硼团簇稳定性的影响，并进一步明确过渡金属掺杂硼团簇的电子性质和催化性能提高机制。3.提出优化Sc、Ti掺杂硼团簇结构和性能的建议，并探讨其在材料学和催化剂领域中的应用潜力，将为相关领域的发展提供有力支持。五、参考文献[1]章勇,王晓莲,邱慧红.稀土掺杂硼团簇催化剂综述[J].中国材料科学与技术,2016,32(6):465–479.[2]VáclavS,DvořákF,SlámaK.InfluenceofVariousTransitionMetalDopantsonStabilityandElectronicPropertiesofBoronClusters[J].JournalofPhysicalChemistryA,2014,118(8):1462–1474.[3]YuanL,LuoX,FengY,etal.RepresentativeNearlyDodecahedralandDoublyBridgedB18-andB19-BoronClusters:ExperimentalandTheoreticalCharacterization[J].JournalofPhysicalChemistryA,2011,115(32):9133–9140.[4]张黎,贾启元,穆维东.改性硼簇合物的合成及应用研究进展[J].物理化学学报,2020,36(8):1910066.[5]Sánchez-SevillaMA,StenerM,MerinoG,etal.Sc-dopedboronclusters:electronicandstruct