三維KIT-6分子篩建構(gòu)介孔碳的制備及其限域LiBH4儲氫性能的研究.pdf

1、由于環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，使清潔燃料的生產(chǎn)變得十分重要。氫能作為一種清潔的二次能源，具有環(huán)境友好的特性，這吸引了研究者們的廣泛關(guān)注。固態(tài)材料儲氫是通過化學(xué)反應(yīng)或物理吸附將氫氣儲存于固態(tài)材料中，其能量密度高且安全性好，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的一種氫氣儲存方式。本論文選擇氫含量較高的LiBH4為研究對象，探索納米限域?qū)ζ鋬湫阅艿挠绊憽?br>　　以P123為模板劑，正硅酸乙酯為硅源合成并優(yōu)化了具有三維孔道結(jié)構(gòu)的KIT-6分子篩，且當(dāng)H+/

2、SiO2=1.93、BuOH/SiO2=1.31、P123/SiO2=1.732、H2O/SiO2=195、晶化時(shí)間40h和攪拌速度為600rpm時(shí)，合成的KIT-6有序度最高。氮?dú)馕?脫附結(jié)果得到KIT-6分子篩比表面積733.3m2/g，孔徑6.3nm，孔體積1.14cm3/g。
　　在此基礎(chǔ)上，以KIT-6為模板，通過反相復(fù)制的方法得到了碳分子篩CMK-8，氮?dú)馕摳浇Y(jié)果表明該材料比表面積926.0m2/g，孔徑5.3nm

3、，孔容1.34cm3/g。再以碳分子篩作為載體，高溫下熔融實(shí)現(xiàn)LiBH4和載體的相互作用，實(shí)現(xiàn)了LiBH4顆粒尺寸納米化的目標(biāo)。通過DSC測試擬合放氫反應(yīng)的活化能，與單純的LiBH4反應(yīng)的活化能189kJ/mol相比，限域后活化能減小為141kJ/mol。納米限域后LiBH4的動力學(xué)性能也得到明顯提高，實(shí)現(xiàn)了在較低溫度下的快速放氫，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，350℃，3000s內(nèi)，最大放氫量達(dá)到了2.4wt.％；400℃，3000s內(nèi)，最大放氫量

4、達(dá)到了3.5wt.%，而相應(yīng)條件純LiBH4分別僅為1.0wt.%和1.5wt.%；值得一提的是LiBH4的可逆再吸氫性能得到了一定程度的提升：400℃，3000s，最大吸氫量達(dá)到了4.2wt.%，而純LiBH4小于1.0wt.%。該材料儲氫性能的提高是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了LiBH4納米化，儲氫材料和孔道的相互作用以及改善了其熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性。
　　以三聚氰胺替代蔗糖，乙酸作為溶劑，同法成功制備了介孔氮化碳（MeC3N4），考察了氮元素