氫能被認為是傳統(tǒng)化石能源最有潛力的替代能源,但高效、安全和經(jīng)濟的儲氫技術一直是制約氫能實用化和規(guī)�；年P鍵。在眾多儲氫材料中,Li-B-N-H體系因其理論儲氫容量高,備受世人關注。但該體系材料由于放氫反應動力學勢壘較高,導致其放氫溫度偏高,遠高于實用化標準。為了改善Li-B-N-H體系的儲氫性能,本文系統(tǒng)研究了Co/Ni基過渡金屬催化劑添加對其吸放氫行為的影響規(guī)律和作用機理。首先,以LiBH4-NH3-3LiH體系作為研究對象,研究了CoO的添加對體系儲氫性能的影響。結果發(fā)現(xiàn),添加0.1mol CoO樣品的主要放氫階段起始放氫溫度約為130℃,放氫結束溫度為250℃,較原始樣品分別降低了50和90℃。當加熱至250℃時,LiBH4 NH3-3LiH-0.1 CoO樣品的放氫量可達8.5 wt%。在200℃的條件下,添加CoO的樣品在100min內(nèi)可放氫8.0wt%,而原始樣品僅能放出的4.1 wt%氫。XAFS和SEM分析顯示,CoO在加熱過程中首先還原成金屬Co,原位還原出的Co單質(zhì)顆粒尺寸較小,均勻分散在樣品中,具有高的比表面積和催化活性,作為催化活性物質(zhì),有利于LiBH4-NH3... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氫能的研究背景和意義
    1.2 氫的存儲方式及儲氫技術目標
    1.3 高密度儲氫材料研究進展
        1.3.1 金屬氫化物儲氫
        1.3.2 配位氫化物儲氫
        1.3.3 物理吸附儲氫
        1.3.4 化學氫化物儲氫
        1.3.5 液體有機氫化物儲氫
第二章 文獻綜述：Li-B-N-H儲氫材料的研究進展
4的研究進展">    2.1 LiBH₄的研究進展
4的結構和物化性質(zhì)">        2.1.1 LiBH₄的結構和物化性質(zhì)
4的熱分解行為及其機理">        2.1.2 LiBH₄的熱分解行為及其機理
4儲氫性能的方法">        2.1.3 改善LiBH₄儲氫性能的方法
    2.2 Li-B-N-H儲氫體系的研究進展
4·xNH₃的研究進展">        2.2.1 LiBH₄·xNH₃的研究進展
4-LiNH₂復合體系的研究進展">        2.2.2 LiBH₄-LiNH₂復合體系的研究進展
2BH₃的研究進展">        2.2.3 LiNH₂BH₃的研究進展
    2.3 問題的提出和本文的研究內(nèi)容
第三章 實驗方法
    3.1 原材料試劑和樣品制備
    3.2 儲氫性能測試
        3.2.1 氣體脫附測試及成分分析
        3.2.2 吸/放氫性能測試
        3.2.3 熱力學與動力學性能測試
    3.3 結構及形貌表征
        3.3.1 X射線衍射
        3.3.2 傅里葉變換紅外光譜
11B液體核磁共振譜">        3.3.3 ¹¹B液體核磁共振譜
        3.3.4 掃描電子顯微鏡及能譜分析
        3.3.5 高分辨透射電子顯微鏡
        3.3.6 球差矯正掃描透射電子顯微鏡及電子能量損失譜
        3.3.7 X射線精細結構吸收譜
    3.4 第一性原理計算
        3.4.1 密度泛函理論
        3.4.2 贗勢方法
3計算程序介紹">        3.4.3 DMol³計算程序介紹
4·NH₃-3LiH體系的放氫行為和作用機理">第四章 CoO催化LiBH₄·NH₃-3LiH體系的放氫行為和作用機理
    4.1 引言
4·NH₃-3LiH-xCoO研磨樣品的結構表征">    4.2 LiBH₄·NH₃-3LiH-xCoO研磨樣品的結構表征
4·NH₃-3LiH-xCoO樣品的熱分解行為">    4.3 LiBH₄·NH₃-3LiH-xCoO樣品的熱分解行為
4·NH₃-3LiH-xCoO樣品的熱力學及動力學性能">    4.4 LiBH₄·NH₃-3LiH-xCoO樣品的熱力學及動力學性能
4·NH₃-3LiH-xCoO樣品的放氫機理及催化劑的狀態(tài)變化">    4.5 LiBH₄·NH₃-3LiH-xCoO樣品的放氫機理及催化劑的狀態(tài)變化
    4.6 本章小結
4-2LiNH₂體系儲氫性能的影響">第五章 納米Co@C復合材料的制備及其對LiBH₄-2LiNH₂體系儲氫性能的影響
    5.1 引言
    5.2 碳附載納米Co復合催化劑的制備及表征
4-2LiNH₂-xCo@C樣品的結構特征">    5.3 球磨LiBH₄-2LiNH₂-xCo@C樣品的結構特征
4-2LiNH₂-xCo@C樣品的熱分解行為">    5.4 LiBH₄-2LiNH₂-xCo@C樣品的熱分解行為
4-2LiNH₂-xCo@C樣品的熱力學及動力學性能">    5.5 LiBH₄-2LiNH₂-xCo@C樣品的熱力學及動力學性能
4-2LiNH₂-5 wt%Co@C樣品放氫過程的結構及形貌變化">    5.6 LiBH₄-2LiNH₂-5 wt%Co@C樣品放氫過程的結構及形貌變化
4-2LiNH₂-xCo@C樣品的吸氫行為">    5.7 LiBH₄-2LiNH₂-xCo@C樣品的吸氫行為
    5.8 本章小結
3O₄的原位制備及其對LiBH₄-2LiNH₂體系儲氫性能的影響規(guī)律和機制">第六章 Co₃O₄的原位制備及其對LiBH₄-2LiNH₂體系儲氫性能的影響規(guī)律和機制
    6.1 引言
3O₄的制備及表征">    6.2 Co₃O₄的制備及表征
4-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的結構表征">    6.3 球磨后LiBH₄-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的結構表征
4-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的熱分解行為">    6.4 LiBH₄-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的熱分解行為
4-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的熱力學及動力學性能">    6.5 LiBH₄-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的熱力學及動力學性能
4-2LiNH₂-0.05/3Co₃O₄樣品放氫過程的結構和形貌變化">    6.6 LiBH₄-2LiNH₂-0.05/3Co₃O₄樣品放氫過程的結構和形貌變化
4-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的吸氫行為">    6.7 LiBH₄-2LiNH₂-xCo₃O₄樣品的吸氫行為
    6.8 本章小結
4]和[NH₂]基團共吸附脫氫的反應機理">第七章 Co（111）表面Li原子、[BH₄]和[NH₂]基團共吸附脫氫的反應機理
    7.1 引言
    7.2 計算細節(jié)
        7.2.1 計算軟件及參數(shù)設置
        7.2.2 計算模型和步驟
    7.3 結果與討論
        7.3.1 Co（111）表面的結構和性質(zhì)
4]、[LiNH₂]和[Li₂（BH₄）（NH₂）]的結構和性質(zhì)">        7.3.2 [LiBH₄]、[LiNH₂]和[Li₂（BH₄）（NH₂）]的結構和性質(zhì)
4]]、[LiNH₂]和[Li₂（BH₄）（NH₂）]在Co（111）表面的吸附">        7.3.3 [LiBH₄]]、[LiNH₂]和[Li₂（BH₄）（NH₂）]在Co（111）表面的吸附
    7.4 本章小結
4-2LiNH₂體系儲氫性能的影響及其機理">第八章 納米Ni@C復合材料對LiBH₄-2LiNH₂體系儲氫性能的影響及其機理
    8.1 引言
    8.2 碳附載納米Ni復合催化劑的制備及表征
4-2LiNH₂-xNi@C樣品的結構表征">    8.3 球磨后LiBH₄-2LiNH₂-xNi@C樣品的結構表征
4-2LiNH₂-xNi@C樣品的熱分解行為">    8.4 LiBH₄-2LiNH₂-xNi@C樣品的熱分解行為
4-2LiNH₂-xNi@C樣品的放氫熱力學及動力學性能">    8.5 LiBH₄-2LiNH₂-xNi@C樣品的放氫熱力學及動力學性能
4-2LiNH₂-10wt%Ni@C樣品放氫過程的結構及形貌變化">    8.6 LiBH₄-2LiNH₂-10wt%Ni@C樣品放氫過程的結構及形貌變化
4-2LiNH₂-xNi@C樣品的吸氫行為">    8.7 LiBH₄-2LiNH₂-xNi@C樣品的吸氫行為
    8.8 本章小結
第九章 總結與展望
    9.1 結論
    9.2 展望
參考文獻
致謝
簡歷
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]液體有機氫化物儲氫研究進展[J]. 朱剛利,楊伯倫.  化學進展. 2009(12)
[3]氫能開發(fā)和利用的研究[J]. 黃亞繼,張旭.  能源工程. 2003(02)
[4]氫能及制氫的應用技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王艷輝,吳迪鏞,遲建.  化工進展. 2001(01)

博士論文
[1]Co基催化劑對Li-B-N-H復合體系儲氫性能的影響及其機理[D]. 張喻.浙江大學 2014



本文編號：2962451