mg基材料添加劑對(duì)libh4配位氫化物吸放氫性能影響機(jī)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(xué)研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除

2、了文中特別加以標(biāo)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)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(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解逝鋈太堂有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交本論文的復(fù)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(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或

3、掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)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(chǔ)氫容量和121kg·H2"m．3的儲(chǔ)氫密度，是一種同時(shí)兼有高容量和高密度的儲(chǔ)氫材料，開發(fā)、應(yīng)用潛力非常巨大，但LiBH4的熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸放氫動(dòng)力學(xué)緩慢、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題亟待解決。本文在綜述國(guó)內(nèi)外有關(guān)LiBH4復(fù)合改性研究進(jìn)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(fù)合儲(chǔ)氫體系，運(yùn)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(chǔ)氫材料性能測(cè)試等分析測(cè)試手段，詳細(xì)考察了復(fù)合儲(chǔ)氫體系的微觀結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)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(duì)LiBH4吸放氫性能的影響機(jī)制。通過對(duì)LiBI-14．Mgl斛12氫化物復(fù)合體系的吸放氫性能研究發(fā)現(xiàn)：LiBH4．Mgl7AIl2氫化物復(fù)合體系的放氫過程分兩步進(jìn)行，對(duì)應(yīng)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(fù)合體系合計(jì)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(fù)合體系在初始真空條件下的放氫產(chǎn)物為L(zhǎng)iH、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(fù)合組分。進(jìn)一步研究表明，放氫過程中Mgl斛12熔融分解并與LiBH4反應(yīng)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(fù)合體系的熱力學(xué)

6、條件，實(shí)現(xiàn)了較溫和條件下的可逆儲(chǔ)氫。通過對(duì)LiBI-14．Ce2M917氫化物復(fù)合體系的吸放氫性能研究發(fā)現(xiàn)：該復(fù)合體系在400oC以下即可大量放出氫氣(8．5wt％)，并且放氫動(dòng)力學(xué)性能也得到顯著提高；LiBH4．Ce2Mgl7氫化物復(fù)合體系呈現(xiàn)出兩個(gè)放氫階段，分別對(duì)應(yīng)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(fù)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(fù)合體系的放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能同時(shí)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(yīng)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(chǔ)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(duì)放氫背壓的影響研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合體系在O．4MPa初

8、始浙江大學(xué)碩士學(xué)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(chǔ)氫相的產(chǎn)量。MgB2等可逆儲(chǔ)氫相進(jìn)一步改善了吸氫條件，在360oC下復(fù)合體系的再吸氫量可達(dá)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(chǔ)氫材料，LiBH4，M917A112，Ce2Mgl7，吸放氫性能IIAbstractLiBI-hiswidelyregardedasapromisingcandidateformobileapplication