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《鎂基復(fù)合儲氫材料的制備及氣態(tài)儲氫性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江人學(xué)博土學(xué)位論文摘要本文首先全面評述了國內(nèi)外關(guān)于Mg基材料氣態(tài)儲氫性能的研究與開發(fā)的進展，并分析了目前存在的主要問題，特別是吸放氫溫度較高和吸放氫反應(yīng)速率較慢等問題。在此基礎(chǔ)上，本文確定了以Mg．Ni．Cr三元合金為研究起點，逐步優(yōu)化到Mg基多元合金并采用表面催化改性制備Mg基復(fù)合材料的研究思路，尋求改善Mg基儲氫合金吸放氫動力學(xué)性能和降低氫化反應(yīng)溫度的有效途徑。對不同計量比M92Nil。crx(x=0～0．30)合金的相結(jié)構(gòu)及氣態(tài)儲氫性能研究表明，粉末燒結(jié)Mg丑岍1．xcrx合金為單一的M92Ni相結(jié)構(gòu)，固溶cr使M92Ni相的品胞參數(shù)變大。高能
2、球磨過程中由于cr的加入引發(fā)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，使M戤Ni發(fā)生相分離，形成(M92Ni_Ni)復(fù)相合金。在Ml；2N譏cro2三元臺金的基礎(chǔ)上，選取Ti替代Mg進一步研究了M92．。盹N譏cr02(x=O．05～O．20)四元合金的相結(jié)構(gòu)和氣態(tài)儲氫性能，Tj元素的加入導(dǎo)致燒結(jié)后M92一x11；N沁cro2四元合金出現(xiàn)多相共存現(xiàn)象。Ti的加入有利于合金放氫動力學(xué)性能的提高。采用納米Ti02和coO／AJ203復(fù)合氧化物分別對M92NbCro2合金進行表面催化改性，并分析了氧化物作為催化劑提高合金儲氧性能的作用機理。添加納米TiOz的M92N譏cr02合金經(jīng)球磨
3、后，從M92Ni相中析出的Ni與納米Ti02顆粒均勻分散在基體M92Ni相表面。納米Ti02存M啦N沁Cro2合金中的添加量為1．5wt．％時綜合儲氫性能最好。根據(jù)不同溫度下的P．c—T吸氧壓力平臺計算得出M出N沁cro2．1．5Ⅲ．％Ti02復(fù)合材料氫化物的生成焓為一58kJ／molH2，并且隨著Ti02含量增加，復(fù)合材料的吸氫壓力平臺升高。復(fù)相催化劑coO／A1203含量在O．5、vt．％～5．0卅．％中變化時，對M出N沁cro2一coO／A1203復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)沒有明顯影響。復(fù)相催化劑coO／A1203的添加有利于提高合金的吸放氫動力學(xué)性能，但
4、隨著添加量的增加，其最大吸氫量減少。為了提高反應(yīng)體系的綜合儲氫性能，在以上研究的基礎(chǔ)上，選擇Mg—M92Nbcr02一Ti02復(fù)相合金。分別改變納米Ti02顆粒和M92N譏Cro2臺金的添加量系統(tǒng)研究了不同成分含量的復(fù)合材料的氣態(tài)儲氫性能。在Mg一15州．％M92N沁Cro2．x、vt％Ti02(x=O，O．5，1．5，2．5)復(fù)合材料中，當Ti02顆粒添加量為1．5、Ⅳt．％時，復(fù)合材料的綜合儲氫性能改善最為顯著。在此基礎(chǔ)上討論了Mg—x、vt+％M段N沁cr02—1．5、Ⅳt．％Ti02(x=20，25，30，浙江太學(xué)博士學(xué)位論文50)復(fù)合材料的儲
5、氫性能。隨著M92N沁Cr02合金含量的增加，復(fù)合材料總吸氫量降低，但低溫儲氫性能提高。Mg—M92N譏cro2一Ti02復(fù)合材料儲氫性能的改善是球磨過程中形成的納米晶以及M92N譏cr。2和納米Ti02共同作用的結(jié)果采用微量稀土(La，ce)在熔煉過程中對Mg進行原位摻雜研究了其結(jié)構(gòu)變化，并優(yōu)選出Mg一2．Oat．％Ce合金在添加Ni作為表面催化劑條件下的Mg—Ce／Ni復(fù)相合金的相結(jié)構(gòu)和儲氫性能。稀土元素分別以La2Mgl7和ce2Mgl7中間相形式存在于Mg基體中。采用先氫化后球磨制各的Mg．ce／Ni合金中，Ce以氫化物形式存在，對吸放氧反應(yīng)起
6、到一定的催化作用。Mg—Ce／Ni復(fù)合物的P—C等溫線上只存在一個吸氧平臺，其氫化物生成焓為一70．58kJ／molH2。為了提高單位質(zhì)量儲氫量，研究了密度較小的Mgl7All2合金的儲氫性能，并迸一步研究了Mg一10州．％Mgl7A112復(fù)相合金的結(jié)構(gòu)和儲氫性能。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)球磨處理后Mg】7Ali2合會的初始吸氫溫度為473K。吸氫溫度升高，其最大吸氫量增加，并且吸氫速度也隨吸氫溫度的升高而增大。在Mg一10、vt．％Mgl7A112復(fù)相合金中，Mgl7All2主要起催化劑作用。脆性M翱7All2金屬間化合物在球磨過程中會導(dǎo)致Mgl7A112顆粒鑲嵌
7、在良好塑性的M2顆粒表面，從而對氫原子的擴散起到“快速通道”作用，促進氫化反應(yīng)的進行。本文最后對有機金屬Pt—c60復(fù)合物的制備與儲氫性能進行了初步探討。研究發(fā)現(xiàn)，通過化學(xué)法可以制備Pt與c60分子之間進行弱化學(xué)鍵結(jié)合的Pt—C60復(fù)合物。該復(fù)合物的最大吸氫量為1．6m．％。在M．C60復(fù)合物的儲氫性能受過渡金屬元素最外層電子結(jié)構(gòu)的影響。初步的研究結(jié)果顯示M．c60復(fù)合物作為一種新型的儲氫材料具有一定的研究潛力。關(guān)鍵詞：Mg基合金，復(fù)合材料，氣態(tài)儲氧，元素替代，表面催化，有機金屬M—c60復(fù)合物浙江大學(xué)博士學(xué)位論史ABSTRACTInt上list}le
8、sis，the1iteraturesonMg-basedhydrogenstoragemat硎
