工艺及掺杂对氢化燃烧合成mglt2gtnihlt4gt的影响研究

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时间:2019-02-25

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要氢气作为一种清洁能源,在全球化石能源面临枯竭、环境日益恶化的今天越来越受到人们的关注。全世界兴起了开发氢能的热潮,而氢气的方便、有效地储放则是亟待解决的问题。本文采用近几年刚发展起来的氢化燃烧合成法,较系统地研究了工艺及掺杂对M92NiH。的形成和性能的影响。主要工作和研究内容有:l、设计并制作了氢化燃烧合成反应釜及控制系统,设计制作了放氢速率及放氢量测量装置;2、研究了氢压、保温时间、合成温度、不同的制样方式、不同的镍含量等工艺及参数对氢化燃烧合成Mg。NiH。的影晌;3、研究了掺铜、钛、镧系金属对氢化燃烧合成№:Nil{。及其性能的影响。借助于自

2、行设计制作的氢化燃烧合成设备、XRD、DSC—TG、SEM和自行设计制作的放氢速率及放氢量测量装置,通过实验、分析讨论,得出以下主要结论:(1)无论掺杂与否,随着氢压提高,Mg拼i}L增加:随着合成温度的升高和保温时间的延长,产物中Mg、Ni含量降低,镁镍氢化物增加;但温度太高和保温时间太长,由于烧结的致密化,将不利于Mg。Nilj。。进一步氢化形成Mg。Ni}h。(2)镁粉、镍粉直接氢化燃烧比镁粉、镍粉压片和镀镍镁片有利于氢气在固气反应中的扩散,因此更容易形成Mg。NiH。,生成的镁镍氢化物也最纯,晶格破坏也最明显。(3)不同的镍含量对生成Mg。Ni地有一定的影响,当镍含量小于54.6%

3、时,随着镍含量的增加,形成的№。NiH。增加,MgHt减少。(4)由于掺铜后生成cu:Mg,掺铜量越多,生成的镁镍氢化物越少:掺铜使保温时间大幅度延长,在2MPa氢压、873K、保温5小时才能大量生成Mg。Ni}k;掺钛、镧系金属的试样和未掺时相似,相同条件下,2h就有大量的M92NiH。生成。(5)在DSC—TG曲线上,未掺杂形成的醚92NiH,、M92Ni‰,和MgH。分别在650K、683K、719K附近放氢吸热和失重;掺杂使Mg。NiH。的放氢温度降低,掺铜、掺钛和掺镧系金属可使Mg。NIH。放氢温度分别降低140K、117K和110K左右。(6)氢压为2Mpa、烧结温度在893K

4、~903K之间、保温时间为90Illin,镁粉、镍粉直接氢化燃烧合成的试样,放氢量2.39%;掺铜(Mg:Ni:Cu为2:0.75:0.25/mo]),在2Mpa氢压、873K、保温5h的试样,放氢量为2.92%:掺钛(Mg:Ni:Ti为1.75:l:0.25/moi),在2Mpa氢压、873K、保温4h的试样,放氢量为2.43%;掺镧系金属(№:Ni:R既为40:50:lO^t),在2Mpa氢压、873K、保温4h的试样,放氢量为3.2I%。西南科技大学硕士研究生学位论文第u页(7)自行设计制作的放氢速率及放氢量测量装置测定的放氢量与综合热分析相吻合:未掺杂的试样在623K、0.IMPa

5、下放氢时间一般为5~8分钟,掺杂的试样在573K、0.[MPa下放氢速率一般为5~i0分钟;活化可适当提高吸放氢量。关键词:氢化燃烧合成Mg。NiH。工艺掺杂堕塑壁垫奎兰堡主塑窒竺堂焦笙奎兰坐夏AbstractHydrogenhadbeenpaidattentionasacleannewenergy,whenenergysourceswerefacedwithexhausteddangerallovertheworld.TbeupsurgeofexploitinghydrogenenergyWasrising.Howeverhydridinganddehydridingwerediffic

6、ultproblemswhichweresettledurgently.Thearticleinvestigatedcompletelythee虢ctofcraftanddopingagentsontheformingandperformanceofM92NiHdbyhydridingcombustionsynthesis.Theresearchworkincludedthefollowingparts:1.Designandmakehydridingcombustionsynthesisequipment,controllingsystemandmeasureequipmentofdeh

7、ydridingvelocityanddehydridingcontent.2.Studytheeffectofhydrogenpressure.holdingtime,synthesistemperature,differentmakingmannersanddifferentnickelcontentsonM92NiH,.3.StudytheeffectofdopingCu,TiandLanthanumsystema

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