机械球磨linh系贮氢材料贮放氢性能研究

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1、硕+学位论文摘要本文在全面综述国内外储氢材料研究进展的基础上，确定以合成LiNH2及其与【jH的混合物储氢体系作为研究对象。采用XRD、TG．DSC-MS、SEM、恒温吸放氢循环、气态P．C-T测试等方法系统地研究了物料配比、球磨参数、温度等因素对Lj．N—H系储氢材料的放氢性能影响。采用机械球磨合成LiNH2效果良好，含量高达99．64wt％。通过对其在加热过程中的TG．DSC．MS分析测试表明，LiNH2在加热过程中不稳定，主要分解出氨气，同时有少量氢气和氮气析出。对于I．JNH2与LiH按摩尔比1：1组成的LiNH2+LiH储氢体系，通过TG-D

2、SC热分析表明，在加热过程中从230"C开始放氢，在230℃～340"C放氢迅速，放氢过程属于LiNH2与LiH直接反应放氢。P-C-T测试结果表明，放氢平台压力随温度升高而升高，放氢量增加，出现两个放氢平台。通过295℃恒温吸放氢循环实验，结果表明在295℃进行恒温吸放氢循环时，吸放氢量比较稳定；循环试样放氢起始温度在320℃，在340℃～440℃放氢迅速，推测放氢过程属于LiNH2首先分解出Nl-13，Nn3再与LiH反应放氢。在较高温度下进行循环吸放氢时，试样的吸氢量存在衰减现象，即循环稳定性差。物料混合是否均匀也是影响循环稳定性的重要因素。通过

3、对球磨改性的LiNH2+LiH试样放氢产物XRD分析，结果表明随着放氢温度的升高，放氢产物中Li2NH物相含量增加，即放氢反应趋于完全。由【j3N吸氢后生成的LiNH2+2LiH储氢体系，在加热分解过程中，从200℃开始放氢，在275℃和360℃附近放氢速度最快。在200℃～320℃之间属于LiNH2与LiH直接反应放氢；在320℃～450℃之间放氢过程中，属于LiNH2首先分解出NH3，NH3再与LiH反应放氢。整个放氢过程，主要析出气体是H2，同时有少量N2、NIl3析出。由Lj3N吸氢后生成的LiNH2+2LiH储氢体系被认为是LiNH2与LiH

4、混合均匀程度最理想的体系，但放氢过程仍然有NH3析出，证明不添加催化剂改性的【j．N．H系储氢材料放氢过程析出氨气是一个普遍现象。当I．JNH2与L扭摩尔比一定时，随着球磨时间增加，试样颗粒尺寸减小，最大放氢速率所需温度降低；若排除LiNH2物理吸附NH3的影响因素，则球磨时间增加，放氢过程中析出的氢气量增加，氨气减少。当球磨时间相同时，由LiNH2与LiH组成的混合物储氢体系，随着LiH含量的增加，加热过程中析出氨气明显减少，氢气析出量增加，即LiH摩尔比例增加，加热过程中由LiNH2分解析出的氨气易被LiH捕获而发生反应，减少了分解产生的氨气析出量

5、，证明了第二类放氢机理的可靠性。关键词：储氢材料；LiNH2；LiH；机械球磨；热分析；L．．N-H系贮氢材料贮放氢性能研究AbstractThisstudyfocusesonthesynthesisofLiNH2andthemixtureofLiNH2withLiHbasedonthereviewofresearchesanddevelopmentofthehydrogenstoragematerials．XRD，TG—DSC，TG-DSC—MS&SEManalysis，theP-C-Ttestmethodanddesorption／absorpti

6、oncirculationsunderconstanttemperatureareusedtostudytherelationshipamongmaterialsmolarratio，parametersofballmilling，temperatureanddesorptionpropertiessystematically．WithXRD，FullprofsoftwareandTG-DSC，theLiNH2insynthesizedLiNH2wasexaminedas99．64wt％，whichindicatesthatitisinstabilit

7、yanddecomposedtoammoniaandLithiumamidewhileheating．ThesynthsiezedLiNH2WasmixedwithLiHinmolarratio1：1throughballmilling．ItisbefievedthatthereactionbetweenLiNH2andLjHinmodified(LiNH2+LiH、anddesorptionbeginsat230"Candreachesthehighestreactionmteat230～340"C．11ledehydtidingtemperatur

8、eofcycled(LiNH2+LiI'I)beginsat320"0andreachesth