linh系新型贮氢材料的贮氢性能研究

《linh系新型贮氢材料的贮氢性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文摘要随着各类贮氢合金材料开发的曰益成熟，发展较高的氢质量／体积百分比贮氢材料已经成为新的课题，金属络合物及一些新型无机化合物材料因其贮氢质量密度高，近年来备受关注。Li．N—H系材料的理论贮氢密度高达10．4、vt％，是目前国际上关于贮氢材料领域的研究热点之一。但国内除沈阳金属所Yongchen等在LiNH2／MgH2的放氢方面做过相关研究，再无相关文献报道。本文从起始“3N材料的合成因素比较；经xRD物相定性和吸氢定量分析，研究了LijN在不同温度下的I吸氢性能，确定充分氢化为LiNH2+2LjH时所需条件；结合P—C。T曲线测试和

2、TG／DTA热分析，对LiNH2+2LiH的放氢性能进行研究：并采取球磨和添加催化剂的方式，对其贮氢性能改性的比较。具体内容如下。1．比较了在一定氮气压力下，不同温度对合成Li{N的影响。结果表明，温度高低对合成反应的影响只体现在反应所需时间上，对产物物相组成并无影响。温度较高，所需时间较短，但差别不大，因此确定在稍高于Li熔点的200℃温度进行合成。2．在合成Li3N的基础上，研究其吸氢性能。在较低氢压时进行P．c．T曲线测试，结果表明，受压力、温度低的制约，“3N吸氢曲线只出现一个平台，在250℃时最大吸氢量为3．24州％。在4～5MPa的高

3、压氢气和不同温度下吸氢时，通过xRD物相鉴定和反应称重定量分析可知，200℃吸氢量只能达1．87wt％；400℃反应完全，吸氢量达到9．50wt％，与理论吸氢量的差距是因“OH、L120杂相存在所致。Li3N在球磨后，有不锈钢成分的杂质形成，可能相为AlCo、AlNi、F024Nlo、Fe2siTi和Fe3N，影响吸氢反应动力学；Li3N在球磨后晶体空间群由P6／mmm转变为P63／mmc，结构稳定性下降；添加Ti粉球磨时有少量TiN09杂相形成。3．研究了合成Li3N充分氢化后的LiNH2十2LiH试样在不同反应条件的放氢性能。高温P—c—T曲

4、线测试显示，400℃经72h释放出2．75叭％的氢气；而300℃经108h则可达3．33wm，表明尽管反应时间充分长，放氢过程仍不完全，动力学性能较差与真空度不够高有一定关系。TG／DTA热分析结果表明，分别以3k／min和8k，min的速率由室温升温至400℃，并于400℃保温1h时，总失重(放氢量)都大于6．5％，吸热起始温度为270℃左右，吸热峰尖在350℃以上。对应于LiNH2+2“H放氢的第一步，而第二步放氢反应由于平台压过低，较难进行。4．综合比较所有球磨过程对吸放氢性能的影响，可以得知．球磨过程都有不锈钢成分的杂相生成。由于杂相的存

5、在，P．c．T测试时，Li3N的吸氢反应和LiNH2／LiH放氢反应都更难进行；TG／DTA热分析测试结果表明，球磨使得粉末粒Li．N．H系新型贮氢材料的贮氢性能研究度减小，热分析图谱出现不同程度的不稳定及增重，放氢量有所降低，但是降低起始放氢／吸热温度的效果显著，降幅在50℃以上；采用间歇式球磨方式时，若总球磨时间不变，缩短每次球磨时间会降低球磨过程温度的升高，更利于防止热效应的产生，放氢量增加，反应起始放氢／吸热温度也得以降低；而添加Ti粉球磨催化时的放氢性能也明显优于未添加时。而改变Ti粉添加方式，可消除增重现象，并且放氢量较好。关键词：贮

6、氢材料；Li3N；LiNH2；TG／DTA热分析；贮氢量硕=}：学位论文AbstractAsdevelopmemofvariedalloyhydrogenstoragematerialbecomingriperdaybyday，developmentofhigherquality／Volumepercentagehydrogenstoragematerialbecomethenewsubject．Foritshighhydrogendensity，muchattemionhaspaidtometaIcomplexandsomenew—typein

7、organiccompoundmaterialsinrecentyears．Li．N—HseriesmaterialhaveatheoryhydrogendensityoflO．4wt％，itisoneoftheresearchhotspotaboutthehydrogenstoragefleldintheworldatpresem，HoweVer，in。urcountTy，exceptYongChenetcofShenyaIlgNationalLaboratoryformaterialsciencehadresearchonhydrogende

8、sorptionperformanceofLiNH2／MgH2，thereisnoreIevantarticlereportanymor