含氟化物的LiBH4基復(fù)合儲(chǔ)氫材料研究.pdf

1、LiBH4具有很高的重量儲(chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度(18.4 wt％和121kg·H2·m-3)，是一種非常有潛力的儲(chǔ)氫材料。但LiBH4的熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，放氫動(dòng)力學(xué)緩慢，可逆條件苛刻，所以很難滿足實(shí)用的要求。本文在綜述了國內(nèi)外有關(guān)LiBH4儲(chǔ)氫材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，主要從背底氫壓和催化劑對(duì)吸放氫性能及反應(yīng)機(jī)理的影響等方面詳細(xì)研究了6LiBH4+CaX2，2LiBH4+MgX2(X=F，H)和xLiBH4+AlF3(x=1-5)復(fù)合儲(chǔ)氫材料

2、。
　　 本論文首次研究了6LiBH4+CaF2的儲(chǔ)氫性能。6LiBH4+CaF2的理論儲(chǔ)氫容量為9.6 wt％(0.09 g·ml-1)，第一次放氫量達(dá)到9.3 wt％，接近理論值。放氫后，生成LiH2/3F1/3和CaB6。通過比較不同背底氫壓下材料的循環(huán)特性，以及對(duì)吸放氫產(chǎn)物的X射線衍射(XRD)和傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析發(fā)現(xiàn)，無論是在真空條件下還是在背底氫壓下，6LiBH4+CaF2的吸放氫產(chǎn)物都是相同的，說

3、明6LiBH4+CaF2的可逆性對(duì)氫壓沒有依賴。其主要原因是6LiBH4+CaF2的放氫反應(yīng)是直接一步反應(yīng)。而催化劑TiF3，CeF3，NbCl5的加入使放氫起始溫度降低了50℃左右，提高了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)性能。
　　 通過對(duì)6LiBH4+CaX2和2LiBH4+MgXz(X=F，H)的比較研究發(fā)現(xiàn)，2LiBH4+MgX2吸放氫反應(yīng)的可逆性高度依賴于放氫過程的氫壓。與2LiBH4+MgH2相似，2LiBH4+MgF2在0.5MPa的

4、背底氫壓下放氫生成MgB2，使吸放氫反應(yīng)具有很好的可逆性。而在低于0.5MPa的背底氫壓下放氫會(huì)導(dǎo)致Mg的產(chǎn)生，從而降低吸放氫反應(yīng)的可逆性。而6LiBH4+CaH2與6LiBH4+CaF2相似，吸放氫反應(yīng)的可逆性不需要依賴于放氫反應(yīng)時(shí)的背底氫壓。含Ca復(fù)合材料與含Mg復(fù)合材料儲(chǔ)氫性能不同的主要原因可能是MgB2和CaB6的結(jié)構(gòu)以及形成條件不同。
　　 對(duì)xLiBH4+AlF3(x=1-5)的研究表明，AlF3的加入有效地降低了放