二維MXene衍生物對NaAlH4體系吸-放氫性能的影響.pdf

1、輕金屬配位鋁氫化物NaAlH4由于較高的儲氫量和較好的循環(huán)性能成為最具應用前景的儲氫材料之一，但其受熱力學吸/放氫動力學性能差，操作溫度高等限制等問題嚴重地限制其應用。通過添加摻雜劑是改善NaAlH4的吸/放氫動力學性能的最有效方法。鈦基二維過渡金屬碳化物晶體(MXene)衍生物(MXene-TiO2和TiO2-C)具有可調控的微觀形貌，成為改善NaAlH4儲氫性能的理想添加劑。本文中，通過醇熱方法制備了具有不同微觀形貌的MXene-T

2、iO2和TiO2-C，系統(tǒng)地研究了其摻雜NaAlH4體系的儲氫性能。
　　采用醇熱法合成了二維MXene-TiO2材料，分析了NaAlH4+xwt％MXene-TiO2(x=0，5，10，15)的儲氫性能，結果表明，隨著添加量的增加，體系的初始放氫溫度和放氫容量逐漸下降，其中添加10 wt％ MXene-TiO2的NaAlH4具有最佳的綜合儲氫性能，其在100℃時100m in的放氫容量可達3.25 wt％，140℃時在100m

3、in即可達到最大放氫容量4.89 wt％，同時其具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，5周內的放氫曲線變化很小。10 wt％ MXene-TiO2的NaAlH4放氫性能明顯優(yōu)于添加MXene、A-TiO2、 R-TiO2、 Ti2O3、TiO、TiC的儲氫性能，這表明MXene-TiO2具有更好的催化效果，這主要是由于均勻分散的TiC和TiH2協同作用。
　　采用醇熱法制備了不同微觀形貌、相組成和相豐度的TiO2-C復合材料，測試了NaAlH4+

4、10 wt％ TiO2-C的吸放氫性能和循環(huán)性能。NaAlH4+10 wt％FS-A0.9R0.1TC表現出最佳的放氫性能。NaAlH4+10 wt％ TiO2-C的TPD表明，添加TiO2-C能明顯降低了NaAlH4第一、二步的初始放氫溫度和終止放氫溫度，添加劑的引入能有效促進[AlH4]-和[AlH6]3-的分解。其在90℃時可放出3.1 wt％的氫氣，而且140℃時20 min內可快速釋放的氫氣量達到4.6 wt％，250m in