Mg基儲氫材料因其儲氫量高和價格低而被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的儲氫材料之一。但是,由于反應(yīng)溫度高和動力學(xué)性能差限制了它的實際應(yīng)用。本文以三種改性碳球為添加劑,通過氫化燃燒和球磨法制備了多種MgH₂與改性碳的復(fù)合材料,并研究了他們的儲氫性能,同時進一步探究了其反應(yīng)機理。通過水熱法合成了N摻雜的碳球(NCS),并且成功制備了MgH₂–NCS復(fù)合材料。該碳球的加入使MgH₂的初始放氫溫度降低了23 K,放氫活化能降低了20.3 kJ/mol。在473 K、3 MPa的氫壓下,該復(fù)合材料可以達(dá)到4.2 wt.%的吸氫量。分析表明,NCS對于復(fù)合體系起到很好的分散作用,提高了復(fù)合材料的儲氫性能。通過化學(xué)還原法制備了負(fù)載鎳納米粒子的碳球(Ni@NCS),與Mg復(fù)合制備了MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料。研究結(jié)果顯示,MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料有較高的儲氫容量和較快的吸放氫速率。在623 K下,該復(fù)合材料可以釋放4.3 wt.%的氫氣,在3MPa下吸收5.7 wt.%的氫氣。甚至在373 K的...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 儲氫材料簡介
        1.2.1 金屬氫化物儲氫材料
        1.2.2 液相儲氫材料
        1.2.3 配位氫化物儲氫材料
        1.2.4 特殊結(jié)構(gòu)儲氫材料
    1.3 鎂基儲氫材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 合金化
        1.3.2 納米化
        1.3.3 催化劑摻雜
    1.4 鎂基儲氫材料的儲氫機理
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗藥品和設(shè)備
        2.1.1 實驗設(shè)備
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 添加劑材料的制備
        2.2.1 N摻雜碳球的制備
        2.2.2 納米鎳粒子負(fù)載的N摻雜碳球的制備
        2.2.3 FeNi₃負(fù)載的N摻雜碳球的制備
    2.3 復(fù)合材料的制備
        2.3.1 MgH₂–NCS復(fù)合材料的制備
        2.3.2 MgH₂–Ni@NCS和 MgH₂–FeNi₃@NCS復(fù)合材料的制備
    2.4 復(fù)合材料的測試及表征
        2.4.1 復(fù)合儲氫材料的吸放氫動力學(xué)測試
        2.4.2 X射線衍射儀(XRD)
        2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.6 熱重分析
第3章 改性碳球NCS和 Ni@NCS對 MgH₂儲氫性能的影響
    3.1 引言
    3.2 NCS和 Ni@NCS的結(jié)構(gòu)及表征
        3.2.1 NCS和 Ni@NCS的 XRD表征
        3.2.2 Ni@NCS的 XPS表征
        3.2.3 NCS和 Ni@NCS的結(jié)構(gòu)表征
    3.3 MgH₂–NCS和 MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料的儲氫性能
        3.3.1 MgH₂–NCS和 MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料的動力學(xué)性能
        3.3.2 MgH₂–NCS和 MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料的熱力學(xué)性能
    3.4 MgH₂–NCS和 MgH₂–Ni@NCS復(fù)合材料的形貌和儲氫機理分析
        3.4.1 復(fù)合材料的形貌分析
        3.4.2 復(fù)合材料的儲氫機理分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 FeNi₃@NCS對 MgH₂儲氫性能的影響
    4.1 引言
    4.2 FeNi₃@NCS和 MgH₂–FeNi₃@NCS的結(jié)構(gòu)及其表征
        4.2.1 FeNi₃@NCS的結(jié)構(gòu)及其表征
        4.2.2 MgH₂–FeNi₃@NCS復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及其表征
    4.3 MgH₂–FeNi₃@NCS復(fù)合材料的儲氫性能
        4.3.1 MgH₂–FeNi₃@NCS的動力學(xué)性能
        4.3.2 MgH₂–FeNi₃@NCS的熱力學(xué)性能
        4.3.3 MgH₂–FeNi₃@NCS復(fù)合材料的儲氫機理分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3915139