基于储氢碳材料的制备、结构及性能的研究

《基于储氢碳材料的制备、结构及性能的研究》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、分类号：TQ520.61TG139+.7密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文储氢碳材料的制备、结构及性能的研究姜瑶瑶申请学位级别：硕士学位专业名称：化学工艺指导教师姓名：周仕学职称：教授山东科技大学二零零七年五月论文题目：储氢碳材料的制备、结构及性能的研究作者姓名：姜瑶瑶入学时间：2004年9月专业名称：化学工艺研究方向：纳米材料应用技术指导教师：周仕学职称：教授论文提交日期：2007年5月论文答辩日期：2007年6月授予学位日期：STUDYONPREPARATION,STRUCTUREA

2、NDPERFORMANCEOFCARBONMATERIALFORHYDROGENSTORAGEADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFTECHNOLOGYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyJiangYaoyaoSupervisor:ProfessorZhouShixueCollegeofChemicalandEnvironmentalEn

3、gineeringMay2007声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTech

4、nology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要研制高性能的储氢材料是发展氢能的技术关键。本文研究以无烟煤为原料，进行脱灰和碳化预处理，制备具有特定微晶结构的碳材料，然后配入金属，在氢气气氛中进行高能球磨反应，制得性能良好的储氢材料。

5、利用生产石墨的原理和方法，对无烟煤进行脱灰和碳化预处理，实验研究了碱熔酸洗法工艺条件对脱灰效果的影响，确定了较优脱灰条件，并分析了碳化过程中碳结构的变化。在较优工艺条件下，可将煤的灰分脱至0.05%，脱灰率高达99.3%。FTIR（傅立叶红外光谱）、XRD（粉末X射线衍射）和碘吸附测试表明，无烟煤经碳化后，N、S、O等杂原子减少，微观结构有序化，形成类似石墨的微晶结构，吸附性增强，可磨性增强。用反应球磨法，在氢气气氛中对碳和所添加金属进行高能球磨，物料可快速储氢，制得储氢材料。用排水法，可方便、快速

6、、准确地测定储氢材料加热时的放氢量，从而计算储氢量。原料配比、充氢压强、球磨时间、球磨机转速等参数都会影响材料的储氢量，实验结果表明，配料碳含量40%、氢气压强2MPa、球磨机转频45Hz、球磨时间2h条件下，所制储氢材料C40Mg50Al10的储氢量高达5.82wt%，可推算出其中碳的储氢量高于5.05wt%。用TEM（透射电镜）、SAED（选区电子衍射）、XRD和DSC（差示扫描量热分析）对储氢材料C40Mg50Al10进行了结构表征和性能测试，结果表明，粉体颗粒20~40nm，粒度较均匀，分散

7、性良好，初始放氢温度为227.4℃，比纯镁的初始放氢温度低60℃，其放氢峰温为303.4℃，放氢性能比纯镁大有改善。最后，根据储氢材料的结构表征和性能测试结果，初步探讨了储氢机理，完善了碳微晶的生成、纳米化和化学储氢的理论，为进一步提高碳材料的储氢量并改善其储氢性能提供了依据。关键词：无烟煤；镁；反应球磨；储氢材料山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractHydrogenstoragematerialwithexcellentperformanceisthekeytechnologyinthede

8、velopmentofhydrogenenergy.Carbonmaterialwithspecialcrystallitewaspreparedfromanthracitebydeashingandcarbonization.Thenhydrogenstoragematerialwithhighperformancewaspreparedfromthecarbonandmetaladditivebyhigh-energyreactionmillinginhydrog