储氢材料配位氢化物LiBH4MgH2Mg2FeH6论文

Li-Mg-B-H复合材料的储氢性能研究

【摘要】与传统合金储氢材料相比,金属配位氢化物拥有更高的质量储氢密度和体积储氢密度等优点,因此成为储氢材料领域的研究热点。目前,大多数金属配位氢化物存在放氢温度高、放氢动力学性能差、可逆吸氢条件苛刻等问题,从而限制了该类储氢材料的实际应用。本文在对金属硼基配位氢化物研究发展现状进行全面综述的基础上,以Li-Mg-B-H复合体系为研究对象,系统研究了Nb基催化剂和氟化物对该复合体系储氢性能的影响,通过XRD、TG/DSC/MS、FTIR、SEM/EDAX 等分析手段研究了不同催化剂/添加剂的作用机理。同时,本文还提出了新的Li-Mg-Fe-B-H复合储氢体系。通过添加不同Nb基催化剂对

2LiBH4/MgH2复合体系储氢性能研究表明,添加5mol.%NbF5后,该体系储氢性能得到极大地改善,在球磨的过程产生少量的F-负离子能够固溶到LiBH4晶格中,提高了体系的放氢动力学性能。通过添加MgF2、CaF2和CeF3作为反应物到Li-Mg-B-H复合体系,研究结果表明,添加CeF3的体系储氢性能... 更多还原

【Abstract】 Recently, metal complex hydrides have been widely studied around the world because they have merits of higher gravimetric and volumetric hydrogen storage density compared to traditional hydrogen storage alloys. However, most of metal complex hydrides also have disadvantages of high dehydrogenation temperature, bad dehydrogenation kinetics and

difficulties in reversible operations, which limit the application in normal conditions.Based on the review of the research and development on B-based comp... 更多还原

【关键词】储氢材料；配位氢化物；LiBH4；MgH2；Mg2FeH6；【Key words】Hydrogen storage materials；Complex hydride；LiBH4；MgH2；Mg2FeH6；

摘要5-6

Abstract 6

第一章绪论10-20

1.1 能源危机与氢能源10

1.2 储氢技术和储氢材料10

1.3 LiBH_4的制备和结构表征10-20

1.3.1 LiBH_4的制备10-12

1.3.2 LiBH_4的结构表征12-14

1.3.3 LiBH_4的吸放氢性能14-20

1.3.3.1 催化体系构建15-17

1.3.3.2 LiBH_4纳米结构改性17

1.3.3.3 离子替代法17-18

1.3.3.4 反应物失稳法18-20

第二章文献综述20-32

2.1 Li-Mg-B-H体系放氢温度、压力、气氛对反应路径的影响20-22

2.2 Li-Mg-B-H体系的放氢性能研究22-27

2.2.1 球磨改善Li-Mg-B-H体系的吸放氢动力学性能22-24

2.2.2 不同类型催化剂对Li-Mg-B-H体系吸放氢性能的影响24-27

2.2.2.1 单质催化剂改性Li-Mg-B-H体系24-26

2.2.2.2 氧化物或卤化物盐对Li-Mg-B-H体系吸放氢性能的影响26-27

2.3 其他复合体系27-31

2.3.1 Al基配位氢化物27-29

2.3.2 氨基配位氢化物29-31

2.4 问题的提出与本文的主要研究内容31-32

第三章实验方法32-35

3.1 样品制备32

3.1.1 化学试剂32

3.1.2 复合物的制备32

3.2 吸放氢性能研究32-34

3.2.1 Sievelts法吸放氢测试装置32-33

3.2.2 测试体统空容的标定和吸放氢性能测试33-34

3.3 TG(热重)、DSC(差热扫描量热)、MS(质谱)分析34

3.4 微结构分析34-35

3.4.1 X-射线衍射(XRD)分析34

3.4.2 红外分析(FTIR) 34

3.4.3 扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS) 34-35

第四章Nb基催化剂对Li-Mg-B-H体系储氢性能的影响35-52

4.1 2LiBH_4/MgH_2体系35-38

4.1.1 2LiBH_4/MgH_2体系放氢性能35-36

4.1.2 2LiBH_4/MgH_2放氢产物相结构分析36-38

4.2 Nb基催化剂对2LiBH_4/MgH_2复合体系的影响38-51

4.2.1 金属单质Nb对2LiBH_4/MgH_2复合体系储氢性能的影响38-41

4.2.1.1 金属Nb对2LiBH_4/MgH_2复合体系放氢性能的影响38-39

4.2.1.2 2LiBH_4/MgH_2/0.05Nb复合体系物相分析39-41

4.2.1.3 金属Nb作用于2LiBH_4/MgH_2复合体系的机理分析41

4.2.2 不同Nb基化合物对2LiBH_4/MgH_2复合体系储氢性能的影响41-51

4.2.2.1 不同Nb基化合物对2LiBH_4/MgH_2复合体系放氢性能的影响42

4.2.2.2 不同Nb基化合物对2LiBH_4/MgH_2复合体系表观活化能的影响42-45

4.2.2.3 不同Nb基化合物对2LiBH_4/MgH_2复合体系催化机理解析45-51