氫能是解決化石能源枯竭與環(huán)境污染的理想之選。然而,安全和高效的儲(chǔ)氫技術(shù)仍是目前氫能規(guī)�；瘧�(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。LiBH4,配位氫化物因具有高達(dá)18.5 wt%的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度和121kg H2/m3的體積儲(chǔ)氫密度而成為目前高容量?jī)?chǔ)氫材料的研究熱點(diǎn),但其存在的熱力學(xué)穩(wěn)定性較高、吸放氫動(dòng)力學(xué)緩慢、可逆吸氫條件苛刻等問(wèn)題阻礙了它的儲(chǔ)氫實(shí)用化進(jìn)程。本文在綜述分析國(guó)內(nèi)外LiBH4儲(chǔ)氫材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,采用納米限域、納米限域與催化摻雜協(xié)同、反應(yīng)失穩(wěn)與催化摻雜協(xié)同等改性方法對(duì)LiBH4體系的儲(chǔ)氫性能進(jìn)行優(yōu)化研究,并深入探究了吸放氫過(guò)程中體系的物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變規(guī)律及其相關(guān)作用機(jī)理。首先,本文通過(guò)模板法成功合成了具有高機(jī)械穩(wěn)定性與高孔隙率的沸石模板碳（ZTC）,并將其作為納米限域框架材料首次應(yīng)用于LiBH4納米限域體系的研究。結(jié)果表明,LiBH4納米限域高壓壓實(shí)體系因ZTC的高機(jī)械穩(wěn)定性而與未壓實(shí)體系的動(dòng)力學(xué)性能基本一致。當(dāng)LiBH4裝填率為框架材料孔容的53 vol%時(shí),LiBH4能被完全限域于ZTC的納米孔道中,并呈現(xiàn)出最佳的儲(chǔ)氫性能：其放氫起始溫度為194℃,放氫表觀活化能為129.0 kJ/mol;... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：185 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氫能的意義
    1.2 儲(chǔ)氫的方式及技術(shù)特征
    1.3 儲(chǔ)氫材料研究概況
        1.3.1 物理吸附儲(chǔ)氫材料
        1.3.2 金屬氫化物
        1.3.3 輕金屬配位氫化物
        1.3.4 氨硼烷及相關(guān)化合物
        1.3.5 有機(jī)液體氫化物
第二章 LiBH_4的研究進(jìn)展及本文研究思路
    2.1 LiBH_4的物理性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征
    2.2 LiBH_4的合成
    2.3 LiBH_4的儲(chǔ)氫性能及吸放氫機(jī)理
        2.3.1 LiBH_4的儲(chǔ)氫性能
        2.3.2 LiBB_4的放氫反應(yīng)機(jī)理
        2.3.3 LiBH_4的吸氫反應(yīng)機(jī)理
    2.4 LiBH_4儲(chǔ)氫性能的改善方法
        2.4.1 LiBH_4的熱力學(xué)改性
        2.4.2 LiBH_4的動(dòng)力學(xué)改性
    2.5 本文的研究思路及主要研究?jī)?nèi)容
第三章 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1 無(wú)水無(wú)氧操作
    3.2 復(fù)合儲(chǔ)氫體系樣品的制備
    3.3 樣品的物性與微結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        3.3.2 傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)
        3.3.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.4 N_2吸/脫附技術(shù)
        3.3.5 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析(ICP-AES)
        3.3.6 ~(11)B固態(tài)核磁共振譜分析(NMR)
        3.3.7 掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)以及X射線能譜(EDX)分析
    3.4 樣品的儲(chǔ)氫性能表征
        3.4.1 Sieverts型儲(chǔ)氫性能測(cè)試儀
        3.4.2 吸放氫動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試
        3.4.3 差示掃描量熱-質(zhì)譜聯(lián)動(dòng)分析(DSC-MS)
        3.4.4 放氫動(dòng)力學(xué)模型表征
        3.4.5 放氫反應(yīng)表觀活化能計(jì)算
第四章 新型耐壓沸石模板碳納米限域LiBH_4的可逆儲(chǔ)氫性能及作用機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 樣品表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 新型納米限域框架材料—耐壓沸石模板碳ZTC的結(jié)構(gòu)與形貌
        4.3.2 高壓壓實(shí)沸石模板碳ZTC-750的結(jié)構(gòu)特征
        4.3.3 最佳納米限域體系LiBH_4的裝填率
        4.3.4 最佳納米限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC-750的微觀結(jié)構(gòu)與形貌
        4.3.5 最佳納米限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC-750的可逆儲(chǔ)氫性能
        4.3.6 最佳納米限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC-750吸放氫過(guò)程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變
        4.3.7 最佳納米限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC-750吸放氫過(guò)程中的抑制噴濺作用
        4.3.8 納米限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC-750的放氫動(dòng)力學(xué)模型及表觀活化能
        4.3.9 過(guò)限域壓實(shí)體系LiBH_4@ZTC的放氫性能及作用機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 納米限域與NbF_5催化協(xié)同改性LiBH_4的低溫可逆儲(chǔ)氫性能及作用機(jī)理
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 樣品制備
        5.2.2 樣品表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 有序介孔碳(CMK3)與其NbF_5功能化后(CMK3-NbF_5)的結(jié)構(gòu)與形貌
        5.3.2 最佳納米限域體系LiBH_4的裝填率
        5.3.3 協(xié)同改性體系LiBH_4@CMK3-NbF_5的微觀結(jié)構(gòu)與形貌
        5.3.4 協(xié)同改性體系LiBH_4@CMK3-NbF_5的可逆儲(chǔ)氫性能
        5.3.5 協(xié)同改性體系LiBH_4@CMK3-NbF_5吸放氫過(guò)程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變
        5.3.6 協(xié)同改性體系LiBH_4@CMK3-NbF_5的放氫動(dòng)力學(xué)模型及反應(yīng)表觀活化能
        5.3.7 LiBH_4@CMK3-NbF_5的熱力學(xué)分析以及協(xié)同改性的作用機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 過(guò)渡金屬氯化物對(duì)2LiBH_4-MgH_2復(fù)合儲(chǔ)氫體系的催化改性及作用機(jī)理
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 樣品制備
        6.2.2 樣品表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 2LiBH_4-MgH_2-0.1MCl_2(M=Fe,Co,Ni)體系的可逆儲(chǔ)氫性能
        6.3.2 2LiBH_4-MgH_2-0.1MCl_2(M=Fe,Co,Ni)體系的放氫表觀活化能
        6.3.3 2LiBH_4-MgH_2-0.1MCl_2(M=Fe,Co,Ni)體系吸放氫過(guò)程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變
        6.3.4 NiCl_2摻雜2LiBH_4-MgH_2復(fù)合體系的催化作用機(jī)理
    6.4 本章小結(jié)
第七章 Ni-B納米顆粒對(duì)2LiBH_4-MgH_2復(fù)合儲(chǔ)氫體系的催化改性及作用機(jī)理
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 樣品制備
        7.2.2 樣品表征
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 所制備的Ni-B納米顆粒的微觀結(jié)構(gòu)與形貌
        7.3.2 所制備的Ni-B納米顆粒摻雜2LiH-MgB_2復(fù)合體系的微觀結(jié)構(gòu)與形貌
        7.3.3 Ni-B納米顆粒摻雜2LiH-MgB_2復(fù)合體系的可逆儲(chǔ)氫性能
        7.3.4 Ni-B納米顆粒摻雜2LiH-MgB_2復(fù)合體系的放氫表觀活化能
        7.3.5 Ni-B納米顆粒摻雜2LiH-MgB_2復(fù)合體系吸放氫過(guò)程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變
        7.3.6 Ni-B納米顆粒摻雜2LiH-MgB_2復(fù)合體系的催化作用機(jī)理
    7.4 本章小結(jié)
第八章 高分散碳載納米鎳對(duì)2LiBH_4-MgH_2復(fù)合儲(chǔ)氫體系的催化改性及作用機(jī)理
    8.1 引言
    8.2 實(shí)驗(yàn)部分
        8.2.1 樣品制備
        8.2.2 樣品表征
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 所制備的高分散碳載納米鎳顆粒的微觀結(jié)構(gòu)表征
        8.3.2 所制備的Ni/C摻雜2LiBH_4-MgH_2復(fù)合體系的微觀結(jié)構(gòu)與形貌
        8.3.3 高分散納米Ni/C摻雜2LiBH_4-MgH_2復(fù)合體系的儲(chǔ)氫性能
        8.3.4 高分散納米Ni/C摻雜2LiBH_4-MgH_2復(fù)合體系的放氫表觀活化能
        8.3.5 高分散納米Ni/C摻雜2LiBH_4-MgH_2復(fù)合體系吸放氫過(guò)程中的物質(zhì)演變及催化機(jī)理
    8.4 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)與展望
    9.1 本文研究工作的總結(jié)
    9.2 對(duì)今后研究工作的建議和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3252571