合金和多孔材料制备及储氢特性的研究

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1、摘要本论文研究-j'Pr5Col9型La．Mg-Ni合金、多孔合金片、多孔氧化物、多孔包覆物等多种储氢材料的制备及储氢性能。采用XRD、SEM、TEM和EDX等对储氢材料进行了表征，并对制备的储氢材料进行了储氢和电化学性能测试。主要实验内容如下：1、本实验以感应熔炼方法合成产物，然后在1123K热处理3天。ICP和EDX结果证明了所制备的合金与目标合金的成分一致。XRD结果证明了该合金中含有PrsCol9型(2H)相，Ce5C019型(3R)相，CaCu5型相和CezNi7型(2H)相，相丰度分别为45．7％，17．

2、6％，30．6％和5．3％。吸放氢测试和电化学性能测试结果表明，在最大氢压为5MPa的条件下该合金表现出较高的吸放氢循环稳定性和充放电循环稳定性。2、分别以尿素，草酸和碳酸氢铵为造孔剂制备了多孔LaNi5合金片材料。XRD结果证明了多孔LaNi5合金片材料为纯的LaNi5合金，不存在造4LN的残留物。SEM照片证明了在多孔LaNi5合金片的表面有孔和管的存在。BET结果表明有气体吸附，证明了孔吸附的存在。PCTN试结果表明，该多孔材料增加了储氢合金的吸氢平台长度，从而也在一定程度上增加了该材料的吸氢容量。3、本实验采

3、用置换反应制备出一种表面为多孔镍层的包覆材料Ni@Mg。用XRD和SEM对制各样品进行了表征，结果表明在该过程中Ni2+被Mg还原为Ni，生成的Ni包裹在Mg的表面形成了包覆材料Ni@Mg，BET结果证明了多孔Ni层对气体的物理吸附性能。PCT性能测试结果说明Yi@Mg的吸放氢曲线不同于其它的镁基合金，它是一个明显的物理吸附曲线。4、以酵母粉为模板制备出一种具有高比表面积的中空／空一t],Ti02纳米结构的储氢材料。XRD和FT-IR图谱证实煅烧后生成了锐态矿型Ti02。PCT性能测试结果证实，在室温时，多孔／空一t

4、>Yi02能储存～0．65wt％的氢，其储氢容量随着温度的增加而略增加；随着温度的升高，H—OH氢键发生断裂，多孔／空心Ti02放氢容量也随之增大。关键词：储氢材料多孔材料电化学性能循环稳定性IIIAbstractThemultiphasesLa—Mg-Nialloyandtheporoushydrogenstoragematerialswerestudiedinthiswork．X—raydiffraction(Xedg)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，scanningel

5、ectronmicroscopy(SEM)andenergydispersivespectroscopy(EDS)wereusedtocharacterizethemicrostructureandtheelementalanalysisofhydrogenstoragematerial．Thehydriding／dehydridingandcharging／dischargingperformancewastestedbyPCTandelectrochemicaltest，respectively．Themainr

6、esultsareshownasfollowing：1．Thealloywaspreparedbyinductionmeltedmethodunderargonatomosphere．Thenitwasheated123Kfor3days．XRD，ICPandEDSresultsshowedthatLa-Mg-NialloyhadPrsCol9-type，Ce5C019一type，CaCu5-typeandCe2Ni7一typephase．Themassfractionofeachphasewas45．7％，17．6

7、％，30．6％and5．3％．ElectrochemicalpropertiesandPCTtestsshowedthatthehydriding／dehydridingandcharging／dischargingcyclestabilitywereobviouslyimprovedfortheannealedalloy．2．TheporousLaNispelletswerepreparedusingurea，oxalicacidandammoniumbicarbonateasthetemplate．XRDresu

8、ltshowedthatonlyLaNi5alloyexisted．SEMandBETresultsshowedthattheholeandtubewereexistedintheporousLaNi5pellets．PCTtestsshowedthatthehydrogenstoragecapacitywasincreasedcompared