mg基材料添加劑對libh4配位氫化物吸放氫性能影響機制的研究

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1、⑧Author’ssignature：H凹k蛸塑Supervisor'ssignature：[三翟壘絲如Externalreviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：勾L1、，、·勾吖Dateoforaldefense：叢坌￡吐墨，2Q13和J碼糾J夸“·刁“j竺M一型㈣b一煳一讎刪幽業(yè)雌幽幽刪刪蚴簍避型地浙江大學研究生學位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除

2、了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得浙婆太堂或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：韓I樂園簽字日期：勿I弓年弓月I弓日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解逝鋈太堂有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交本論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)逝婆太堂可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或

3、掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)書)學位論文作者簽名：韓樂7司新躲降簽字日期：為l嫜弓月I弓日簽字日期；抽多年歲月l多日摘要摘要LiBH4擁有18．5wt％的儲氫容量和121kg·H2"m．3的儲氫密度，是一種同時兼有高容量和高密度的儲氫材料，開發(fā)、應用潛力非常巨大，但LiBH4的熱力學性質(zhì)穩(wěn)定、吸放氫動力學緩慢、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題亟待解決。本文在綜述國內(nèi)外有關(guān)LiBH4復合改性研究進展的基礎(chǔ)上，選擇鎂基合金Mgl7燦12和Ce2Mgl7的氫化物與LiBI-14

4、組成復合儲氫體系，運用x射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外(FT-IR)、差示掃描量熱．熱重．質(zhì)譜聯(lián)用分析(DSC／TG／MS)和Sievert儲氫材料性能測試等分析測試手段，詳細考察了復合儲氫體系的微觀結(jié)構(gòu)和儲氫性能，并深入研究了吸放氫過程中鎂基材料的結(jié)構(gòu)演變及其對LiBH4吸放氫性能的影響機制。通過對LiBI-14．Mgl斛12氫化物復合體系的吸放氫性能研究發(fā)現(xiàn)：LiBH4．Mgl7AIl2氫化物復合體系的放氫過程分兩步進行，對應的開始溫度分別為325oC(MgH2分解)和390oC(LiBI

5、-14分解)；在500oC以下，該復合體系合計可釋放出10．3wt％H2；其放氫產(chǎn)物在450oC下的可逆吸氫量為8．6wt％。微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該復合體系在初始真空條件下的放氫產(chǎn)物為LiH、A182、MgB2、A13M92以及部分非晶B等；在8MPa初始吸氫壓力下，除非晶B外，其它產(chǎn)物均能通過吸氫可逆生成LiBH4．MgH2．A1復合組分。進一步研究表明，放氫過程中Mgl斛12熔融分解并與LiBH4反應是MgB2和A182等可逆吸氫相大量形成的主要原因，上述可逆吸氫相顯著地改善了該復合體系的熱力學

6、條件，實現(xiàn)了較溫和條件下的可逆儲氫。通過對LiBI-14．Ce2M917氫化物復合體系的吸放氫性能研究發(fā)現(xiàn)：該復合體系在400oC以下即可大量放出氫氣(8．5wt％)，并且放氫動力學性能也得到顯著提高；LiBH4．Ce2Mgl7氫化物復合體系呈現(xiàn)出兩個放氫階段，分別對應于MgH2(310oC)和LiBH4(360oC)的分解；其放氫產(chǎn)物在450oC下的具有部分可逆吸氫性能，其吸氫量為4．2wt％。該復合體系在初始真空條件下的放氫產(chǎn)物為CeH2．5l、LiH、Mg和非晶B。微觀結(jié)構(gòu)分析表明，CeH2

7、．5l、MgH2起到了協(xié)同改改性作用；在這兩種物質(zhì)作用下，LiBI-14．Ce2Mgl7氫化物復合體系的放氫熱力學和動力學性能同時得到改善；一方面，ceH2．5l和MgH2降低了LiBH4的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，致使LiBH4在較低地溫度下即可分解放氫；另一方面，CeH2．51和MgH2降低了分解反應的表觀活化能，提高了放氫速率。初始真空狀態(tài)放氫，該體系的可逆儲氫容量有明顯的衰退，其主要原因是所形成的非晶B較難在450oC、8MPa條件下吸氫形成LiBH4。對放氫背壓的影響研究發(fā)現(xiàn)，復合體系在O．4MPa初

8、始浙江大學碩士學位論文背壓下的放氫產(chǎn)物為Cell2．29、LiH、MgB2和部分非晶B；初始背壓明顯地提高了MgB2等可逆儲氫相的產(chǎn)量。MgB2等可逆儲氫相進一步改善了吸氫條件，在360oC下復合體系的再吸氫量可達6．44wt％，并且前三次的循環(huán)放氫容量無明顯衰退。關(guān)鍵詞：儲氫材料，LiBH4，M917A112，Ce2Mgl7，吸放氫性能IIAbstractLiBI-hiswidelyregardedasapromisingcandidateformobileapplication