本文關(guān)鍵詞：Mg-Li合金制備與儲氫性能的研究　出處：《廣西大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：Mg與Li均是輕質(zhì)高能量密度的儲氫材料,它們的氫化物均較為穩(wěn)定。本文首先探索了Mg-Li二元儲氫合金的制備工藝,繼而實驗探索了Li含量不同對Mg-Li儲氫性能的影響,最后探索了A1的添加對Li3Mgl7合金儲氫性能的改性。1、利用燒結(jié)及球磨方法制備了Mg-Li二元合金,研究了不同熱處理方法以及不同球磨時間對Mg-Li合金相結(jié)構(gòu)與儲氫性能的影響。制備方法為：燒結(jié)+隨爐冷卻+球磨(1#)、燒結(jié)+液氮淬火+球磨(2#)、直接球磨(3#)。經(jīng)對合金樣品的XRD分析表明：粉末燒結(jié)法具有反應(yīng)迅速、合金化程度高的優(yōu)點,機械合金化法制備過程相對較慢,且球磨時間越長,合金化程度越高。三種樣品的主相均為Li3Mg7。經(jīng)過吸放氫循環(huán)之后,樣品的Li3Mg7相均消失,生成的LiH固溶進(jìn)Mg/MgH2晶格中。經(jīng)對比,發(fā)現(xiàn)3#的儲氫量最高和儲氫性能最好,這可能是由于1#、2#樣品制備過程中的氧化。結(jié)果表明不同熱處理方法對樣品的性能造成的影響不大。2、通過改變Mg-Li配比,采用機械球磨的辦法制備了Mg-Xat.%Li(X=10,25,40)二元合金。XRD測試發(fā)現(xiàn)經(jīng)過20小時的球磨之后產(chǎn)物的合金相分別為Li3Mg17、Li3Mg17、Li3Mg7。PCI曲線測試顯示其可逆儲氫容量分別為6.30 wt.%,5.88wt.%和5.29wt.%。通過Kissinger方程計算三種樣品的放氫激活分別為162.1 kJ·mol-1、155.4kJ·mol-1、132.7 kJ·mol-1。表明Li的添加有助于降低了放氫反應(yīng)的激活能,但降低了體系的總儲氫量。3、研究了Al的添加對于Mg-Li合金儲氫性能的影響,采用振動球磨的方法制備了Li3Mg17AlX(X=O,1,5,12)儲氫合金。XRD測試發(fā)現(xiàn),經(jīng)過了5小時的高能振動球磨,樣品均即可合金化。其中鋁含量最高的4#樣品主相為Li3Mg17、LiAl和A1,經(jīng)多次活化后轉(zhuǎn)變?yōu)镸g17Al12。SEM測試發(fā)現(xiàn)樣品的顆粒度隨Al含量的增加而降低,且顆粒表面平整度下降,這有助于改善材料的動力學(xué)。PCI曲線測試表明四種樣品的可逆儲氫量分別為6.82wt.%、6.31 wt.%、4.54wt.%、3.12wt.%。且隨著A1含量的增多,樣品的吸放氫平臺壓逐漸上升,放氫曲線的滯后現(xiàn)象明顯得到改善。根據(jù)Van't Hoff方程計算發(fā)現(xiàn)隨著Al含量的增多樣品的放氫反應(yīng)焓降低,Li3Mg17A112樣品的性能最好,放氫反應(yīng)焓為87.7 kJ·mo1-1,低于其他樣品。吸放氫動力學(xué)測試發(fā)現(xiàn)A1含量的添加有助于材料的吸放氫動力學(xué)的提高。4#樣品的動力學(xué)最好,但其儲氫量最低。DSC測試發(fā)現(xiàn)隨著Al含量的增多,樣品的分解吸熱峰溫度逐漸降低。而通過Kissinger方程計算得到的樣品放氫激活能依次為187.8 kJ·mol-1、184.1 kJ·mol-1、177.5 kJ·mol-1、176.9 kJ·mol-1。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22

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