反應(yīng)球磨法制備鎂基復(fù)相儲(chǔ)氫材料的研究.pdf

1、氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是發(fā)展氫能技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鎂基儲(chǔ)氫合金具有儲(chǔ)氫量高、密度小、清潔環(huán)保、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，是最有發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料之一，然其較慢的吸放氫反應(yīng)速率和較高的吸放氫溫度嚴(yán)重阻礙了鎂基儲(chǔ)氫合金實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的步伐。
　　 本文以Mg-Li-Al合金為原料，在氫氣氣氛下利用反應(yīng)球磨法制備鎂基儲(chǔ)氫材料，試圖同時(shí)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫材料的合成和改性。論文采用X-ray、TG-DSC、FT-IR、XPS等現(xiàn)代分析測(cè)試手段，詳細(xì)研究了不同成分Mg

2、-Li-Al（Mg-Li-xAl(x=0,1,3)，Mg-14Li-Al+Al，1420，Mg-yLi-Al（y=9，14)，摻雜催化劑的Mg-14Li-3Al)合金在球磨過程中的相演變規(guī)律、產(chǎn)物的放氫性能及微結(jié)構(gòu)。主要研究成果為：
　　 ① Mg-Li-Al合金在氫氣氣氛下進(jìn)行反應(yīng)合成時(shí)，球磨促使bcc結(jié)構(gòu)的β-Li向hcp結(jié)構(gòu)的α-Mg轉(zhuǎn)化，同時(shí)提高了Li在Mg晶格中的固溶度，這有利于Mg基固溶體與H2反應(yīng)生成Li-Al-M

3、g-H過渡相，該過渡相進(jìn)一步反應(yīng)生成含配位結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定氫化物Mg-Li-Al-H相；
　　 ②原料中Al/Li質(zhì)量比增加時(shí)，球磨反應(yīng)過程中Li-Al-Mg-H過渡相的生成量增加，反應(yīng)合成的產(chǎn)物中Mg-Li-Al-H氫化物相含量也隨之增加，而產(chǎn)物總放氫量減少。Mg-14Li-Al合金的反應(yīng)合成產(chǎn)物在300℃以下放氫量高達(dá)10.2wt％。合成的儲(chǔ)氫材料可以在低于100℃的溫度下分解放氫，MgH2相的分解溫度隨Al/Li質(zhì)量比的減小而降

4、低，Mg-14Li-3Al合金反應(yīng)球磨產(chǎn)物中MgH2的分解溫度降低幅度可達(dá)150℃；
　　 ③產(chǎn)物中[AlH4]-1配位基團(tuán)隨原料Al/Li質(zhì)量比的增加而增加，由于Li的存在，使Al-H鍵的紅外吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)；
　　 ④過渡族金屬氧化物可以在惰性氣氛下促使bcc結(jié)構(gòu)的β-Li向hcp結(jié)構(gòu)的α-Mg轉(zhuǎn)化，而且明顯促進(jìn)Li-Al-Mg-H過渡相的生成及其進(jìn)一步的合成反應(yīng)，同時(shí)促使Mg與H2在低溫下快速反應(yīng)生成MgH2