毕业论文(设计)开题报告--镁碳复合储氢材料的制备及结构表征

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1、毕业论文（设计）开题报告题目：镁碳复合储氢材料的制备及结构表征姓名：王开勇学号：07120801038专业班级：2008级化学专业本科班指导教师：杨敏建毕节学院教务处制3一、选题依据（包括选择课题的背景、选题研究的理论及实践意义）（一）、选题的背景从当今社会来看，我们国家是一个人口大国，因此对能源的消耗也是一个比较大的问题。同时科技的发展需要的是对环境没有影响或者影响比较小的能源。而现在很受人们关注的是核能、潮汐能、风能等能源，但是它们的局限性决定了目前仍然不能大量的使用这些能源。虽然目前所用的能源如石油、天然气、煤可以满足人们基本的要求，但是它们均属不可再生资源，地球上存量有限，而

2、人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。氢正是我们所寻找的二次能源。它位于元素周期表之首，常温常压下为气态，超低温高压下为液态，作为一种理想的新的合能体能源，因为它的来源是水，燃烧时放出热量多，反应产物对环境没有影响。只是目前需要解决的问题是：（1）如何很方便的将水变成氢气；（2）氢气的储存问题[1]。本课题正是为解决氢气的储存问题而开展研究的。（二）、选题研究的理论及实践意义很多储氢材料中，金属镁资源丰富、密度小、储氢密度大，是最有发展前途的储氢材料之一。但是，镁颗粒表面易形成致密的氧化膜而难以活化，此外，其吸放氢温度高、速度慢。为改善镁的储氢反应动力学性能，必须使镁颗粒纳

3、米化并添加催化剂[2]。我研究这个课题，主要是考虑氢在我们的现实生活用途相当广泛，例如，早在第二次世界大战期间，氢即用作A—2火箭发动机的液体推进剂。那么对现代航天飞机而言，减轻燃料自重，增加有效载何变得更为重要，那么在众多的研究领域中发现，只有氢才具备这样的性能。二、选题研究现状（包括目前国内外对本选题的研究情况和有待解决的问题）（一）、研究情况目前，国内外对储氢材料的研究已经取得初步的进展，同时也投入了大量的财政资金。储氢合金虽是主要应用的储氢材料，但其储氢需要较高的温度和压力，且储氢量较低，大规模应用仍然有困难[3]。材料结构的纳米化和高催化性能的多元系合金的开发应是今后的研究

4、方向。非金属储氢材料多以吸附机理储氢，具有储氢量高、解吸快、循环使用寿命长等优点，虽其研究多处于实验室研究阶段，仍不为一类很具潜力的储氢材料。对碳纳米管/纳米碳纤维材料而言，本身结构对其储氢量影响非常大，文献报道的储氢量数据非常分散，还不能进行规模生产，3对其循环性能的研究较少。通过比较上述储氢材料的储氢原理和功能可看出，进行催化复合掺杂、控制储氢材料的显微结构的研究，对于提高材料的储氢性能以及开发新型复合储氢材料都具有重要的理论和实际意义。（二）、有待解决的问题虽然，一些储氢材料和技术在某些方面已经取得了进展，但不论是储氢密度、工作温度、可逆循环性能，还是安全性方面，距氢能的实用化

5、还有较大的差距。所以，我认为以下几个方面应该是今后进行研究过程的要解决的主要问题：(1)从实验和理论两方面着手，搞清楚影响储氢的关键因素和相应机理，包括储氢材料的组织结构、化学组成、表面性质及制备方法等，为新材料的发展提供理论基础[4]；(2)要努力实现储氢材料从实验室走向实用化，尽可能解决目前的能源短缺问题。三、研究内容与方法(一)、研究内容:1、用反应球磨法制备镁碳复合储氢材料，通过改变镁碳配比、球磨参数、催化剂等实验条件制得不同的储氢材料；2、用透射电镜、X射线衍射、选区电子衍射等分析手段表征制得的储氢材料的结构，进而研究何种因素对储氢材料结构具有较大的影响。(二)、研究方法：

6、1、制备方法：（1）微晶碳的制备：将无烟煤破碎至一定粒度后，运用酸碱脱灰法脱除其中的绝大部分灰分以消除灰分对储氢材料制备的影响，再在一定温度下对其进行碳化处理，使其形成具有一定微晶结构的碳——微晶碳。（2）储氢材料的制备：将镁、制得的微晶碳、催化剂等按一定比例装入球磨罐，充入一定压强的氢气，用反应球磨法制备储氢材料。2、表征方法：用透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射对储氢材料的粒度、元素组成、晶体结构进行测定[5]。四、研究的主客观条件通过在大学几年的学习，我已经掌握了基本的实验技能和方法，也具备一定的化学理论基础。同时学校拥有相关的实验材料和实验仪器设备，还有一帮优秀的教师队

7、伍，在我指导老师的精心带领下，我相信，我们的论文实验工作可以顺利进行。3五、研究进度安排1、2011年11月---化学与化学工程学院毕业论文工作动员大会；2、2011年12月至2011年12月---查阅储氢材料制备方法的相关资料，确定研究方案等，撰写开题报告；3、2012年1月至2012年3月---用反应球磨法制备镁碳复合储氢材料，并运用TEM、XRD等分析测试手段表征储氢材料的结构；4、2012年4月--论文撰写并准备答辩。六、主要参考文献[1]林敬东,