纳米CuO催化剂晶粒尺寸对Mg_2Ni基复合材料储氢性能的影响

利用沉淀法制备纳米CuO,通过不同煅烧温度控制其晶粒尺寸。XRD测试表明,所得样品为CuO单相结构,晶粒尺寸分别为7.5,14.4nm和23.4nm。利用球磨法制备Mg_2Ni-Ni-5%(摩尔分数,下同)CuO复合材料,对材料的电化学性能、动力学性能及气态放氢活化能进行测试分析。结果表明,添加纳米CuO可明显提高材料的最大放电性能,改善Mg基复合材料电极表面的电催化活性,提高材料体相内H的扩散能力。DSC测试表明,纳米CuO复合材料比无催化剂材料的放氢温度降低约50K。通过Kissinger公式计算得到Mg_2Ni-Ni和Mg_2Ni-Ni-5%CuO600复合材料的放氢活化能分别为86.9kJ/mol和89.3kJ/mol。     

碳助磨制备纳米镁铝储氢合金的结构及储氢性能研究

以改性无烟煤为助磨剂,在氢气气氛下球磨制备了具有纳米结构的镁铝合金储氢材料,通过SEM,XRD,TPD等手段对比研究了球磨吸氢材料及静态再吸氢材料的晶相结构及放氢动力学性能.结果表明:改性无烟煤具有良好的助磨作用,经5.5h球磨,材料平均粒度可达74nm;镁铝合金经反应球磨后,其中的Mg转化成了β-MgH2和γ-MgH2,放氢峰温低于300℃;静态再吸氢后,MgH2全部以β-MgH2存在,且晶体粒度增长60％,Mg17Al12分解为单质Mg和Al,其中单质Al使储氢材料放氢活化能降低,用Kissinger方程计算出球磨储氢和再吸氢材料的放氢一级表观活化能分别为107.3kJ/mol和67.1kJ/mol.     

MgNH改性Li-Mg-N-H体系的储氢性能及其机理

研究了MgNH改性的Mg(NH2)2-2LiH体系的吸放氢性能及其机理。结果显示,MgNH的出现明显改变了样品的热分解行为,大部分氢能够在180℃以下放出,但总的放氢量从5.0wt%降低到了4.2wt%。MgNH部分替代Mg(NH2)2提高了样品的吸放氢平台压力,改善了滞后性能。结构研究表明,不同的化学成分导致了不同结构的吸放氢产物。原始Mg(NH2)2-2LiH样品的放氢产物主要为正交结构的亚氨基化物,而包含MgNH的样品的放氢产物为立方结构的亚氨基化物。吸氢后,Mg(NH2)2-2LiH样品能够回到起始反应物质,但包含MgNH的样品中可以明显观察到新的三元亚氨基化物Li2Mg2N3H3。     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3;添加15%(质量分数)烟煤,经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPa H2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/mol H2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H,该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。     

Mg22 Y2Ni10 Cu2储氢合金的放氢性能EI北大核心CSCD

采用中频感应炉冶炼了添加少量Y和Cu的Mg 2Ni型储氢合金,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜对合金不同状态下的物相结构与显微组织进行测试,借助基于Sieverts法的吸放氢设备和差示扫描量热仪测试合金的放氢性能,研究合金在等温与连续加热条件下的放氢过程和放氢活化能,并讨论相应的放氢机制。结果表明:铸态合金呈片层状组织,其主相为Mg 2Ni,YMgNi 4,并含有少量Mg;在前6次放氢中,每次达到90%最大放氢量所用时间分别为446,418,360,354,342 s和336 s;对等温放氢曲线拟合的结果表明:合金脱氢过程是以随机成核和随后生长的机制完成;等温放氢时的活化能E a=67.6 kJ/mol,而连续升温时的放氢活化能E a=69.5 kJ/mol;同时发现,505 K和512 K为Mg 2NiH 4相的晶型转变点,且Mg 2NiH 4比MgH 2先行放氢。     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3;添加15%(质量分数)烟煤、经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPaH2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式,得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/molH2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H,该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。     

LiNH2-MgH2-LiH体系储氢性能及其机理研究

基于2LiNH_2-MgH_2二元体系,利用机械球磨法制备了3LiNH_2-MgH_2-2LiH三元体系,并研究了其放氢性能和机理。结果表明,LiH的添加明显改善了材料的微观结构,抑制了样品颗粒团聚,进而使放氢温度降低了30℃。与二元体系相比,在300℃下放氢量增加了21%,同时成功抑制了副产物氨气的释放。对三元体系添加KH进行催化改性,使得材料的放氢温度进一步降低。此外,对材料的放氢性能与固体样品的热扩散性能之间建立了关联,阐述了随热扩散系数的增加,材料的放氢性能随之提高的机理。     

Li以及Li化合物的添加对17Mg/12Al复合材料储氢性能影响的研究

通过粉末烧结制备17Mg/12Al复合材料,然后再添加Li,LiH以及LiAlH_4混合球磨制备17Mg/12Al+10M(M=0,Li,LiH,LiAlH_4)复合材料。经研究发现,烧结后的17Mg/12Al复合储氢材料主要由Mg17Al12和Mg2Al3组成,经过20h机械球磨后,Mg17Al12和Mg2Al3转变为具有FCC结构的Mg-Al固溶体。Li以及Li化合物的添加能提高Mg-Al固溶体的储氢容量和改善Mg-Al固溶体的热力学性能,如17Mg/12Al复合材料的储氢容量为1.73%(质量分数),添加Li以及Li化合物后,17Mg/12Al+10M(M=Li,LiH,LiAlH_4)的吸氢量则分别上升到2.23%,2.36%和1.81%(质量分数),且脱氢活化能从194.5kJ/mol分别降低到172.8,146.3和155.4kJ/mol。     

TiF3掺杂Li-Mg-B-H体系储氢性能研究

以2LiH+MgB2为起始原料,采用机械球磨法制备了TiF3掺杂的Li-Mg-B-H催化体系,并系统研究了TiF3对体系储氢性能的影响.结果表明,掺杂TiF3可显著改善Li-Mg-B-H体系的可逆吸/放氢性能.例如,与纯2LiH+MgB2相比,掺杂1%(摩尔分数)TiF3样品的第一步(MgH2/Mg)和第二步(2LiBH4+Mg/2LiH+MgB2)放氢反应温度分别降低56℃和106℃.此外,TiF3掺杂样品在吸/放氢循环中具有良好的动力学和氢容量稳定性.物相、化学态分析及一系列设计实验表明,掺杂TiF3所带来的显著性能改善应被归结为Ti阳离子和F阴离子的共同作用.     

储氢材料67Mg29C3Ni1Al的放氢动力学研究

采用氢气反应球磨法,将煤基微晶碳及少量Ni和Al添加到镁粉中在1MPa氢气中球磨3h制得储氢材料67Mg29C3Ni1Al.放氢测试结果表明,温度越高,放氢速度越快,放氢量越大,数据拟舍得出放氢反应为表观一级反应.根据阿伦尼乌斯方程计算得出,在300～350℃范围内,放氢反应表观活化能为(138.0±6)kJ/mol.与储氢材料70Mg30C及纯MgH2相比,微晶碳和催化剂Ni、Al缩短了储氢材料的放氢时间,加快了放氢速度,提高了放氢量,降低了表观活化能,放氢动力学性能得到了改善.     

纳米结构氧化镁空心球壳的制备及吸附镍离子性能研究

以Pickering乳液的液滴为模板制备纳米结构MgO空心球壳,用SEM、XRD、BET等对空心球壳进行了表征,探讨了其形成机理,并考察了纳米结构MgO空心球壳对水中Ni2+的吸附性能。结果表明,MgO空心球壳为方镁石结构,比表面积为28m2/g;其平均粒径为63μm,表面由平均宽度为65nm的纳米片层构成。Pickering乳液油水界面的部分MgO通过水化反应转变成Mg(OH)2,复合在未反应的MgO粒子上,形成MgO/Mg(OH)2空心球壳;MgO/Mg(OH)2空心球壳经焙烧后得到纳米结构MgO空心球壳。当纳米结构MgO空心球壳用量为0.4g/L时,溶液(初始浓度25mg/L)中Ni2+的去除率为98.3%。     

MgO/Mg（OH）2复合空心球壳的制备及缓释性能的研究

以Pickering乳液液滴为模板,通过液滴表面水合作用制备出MgO/Mg（OH）_2复合空心球壳,通过SEM、XRD等手段进行表征,讨论了空心球壳形成机理,并研究了MgO/Mg（OH）_2复合空心球壳对阿维菌素微胶囊的缓释作用,结果表明,MgO/Mg（OH）_2复合空心球壳形貌完整,粒径分布均匀,平均粒径为62μm。水合过程中部分MgO转变成Mg（OH）_2,并优先复合在未反应的MgO粒子上,形成MgO/Mg（OH）_2复合空心球壳。以MgO/Mg（OH）_2复合空心球壳为壁材的阿维菌素微胶囊具有良好的缓释性能。     

攀枝花产海绵钛氢化脱氢动力学

通过压力组成等温曲线测试仪(PCT)测试了工业海绵钛在400~600℃温度下的吸放氢特性。应用反应速率分析方法计算了实验温度下的反应速率常数,并通过阿伦尼乌斯方程计算出实验条件下海绵钛吸放氢表观活化能。经过完全活化后,海绵钛吸氢表观活化能为(34.42±0.02)kJ/mol,氢化钛粉的脱氢表观活化能为(29.93±0.01)kJ/mol。这个结果表明,氢原子在金属相间的扩散速率是控制海绵钛氢化与脱氢反应的主要因素。     

微波辅助低温制备纳米TiO_2晶体生长动力学研究

采用一次微波辅助促进水解,水浴陈化或二次微波辐射促进晶化的热处理方法,在较低温度下制得纳米TiO_2晶体颗粒,样品表征结果证明为单一锐钛矿晶型,且具有球形或短柱型形貌特征.晶体生长宏观动力学研究显示,二次微波辐射下纳米TiO_2晶体生长规律可描述为2次方程,表观生长活化能为59.47 kJ/mol,而水浴陈化方式下晶体生长则可描述为3次方方程,表观生长活化能为19.44 kJ/mol,因此二次微波辐射方法制备纳米TiO_2晶体具有更大的表观生长活化能和独特的动力学性质.     

Mg2Ni纳米材料的电化学性能初步研究

时机械合金化制备的Mg2Ni纳米材料进行了循环伏安测试,获得了样品随扫描速度和温度变化的循环伏安曲线.测试结果表明:氧化峰的电位随扫描速度的加快有所正移;机械合金化制备的样品在室温下的吸氢性能显著增强,吸放氢速度随温度的升高而加快.X射线小角散射结果表明高能球磨制备的Mg2Ni粉末具有1～5nm以及5～10nm范围内的粒度分布,较小的粒度使得吸/放氢反应的活性位置增多和放氢的扩散路径降低,这可能是机械合金化制备的Mg2Ni纳米材料贮氢性能显著提高的原因.     

含硅聚氨酯的制备及其动力学研究

以3-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、2,4-甲苯二异氰酸酯、对甲酚为原料,制备含硅聚氨酯。用红外光谱对反应合成过程进行跟踪测定,发现端-NCO的聚氨酯预聚物和对甲基苯酚的封端反应在无催化剂条件下为二级反应,当加入催化剂三乙胺后该反应在发生初期为一级反应。无催化剂条件下该反应的活化能为46.96 kJ/mol,催化剂加入量为0.1%时反应的活化能为30.28 kJ/mol,催化剂加入量为0.3%时反应的活化能为18.16 kJ/mol,反应的活化能随催化剂加入量的增加而降低。      

不同pH值对Eu_2Zr_2O_7/ZrO_2(3Y)粉体活化能的影响

用反向共沉淀法合成Eu_2Zr_2O_7/ZrO_2(3Y)复相粒子;用XRD、DTA-TG、SEM表征物相变化及粒子形貌;分析了不同pH值下制备粉体的合成动力学。结果表明,两相体积比V(Eu_2Zr_2O_7)∶V(ZrO_2(3Y))=15∶85,初始溶液浓度0.1 mol/L,体系温度0℃,滴定速率2 mL/min,pH值=11,经1 100℃煅烧2.5h时,获得的Eu_2Zr_2O_7/ZrO_2(3Y)粒子形貌近似球形、粒径约35nm。由Doyle-Ozawa和Kissinger法分别计算的pH值=11和12的样品物相变化各阶段的表观活化能平均值分别为59.66,100,310.53kJ/mol和73.99,126.91,356.74kJ/mol;晶粒生长活化能分别为18.96和23.90kJ/mol,前者比后者小了4.94kJ/mol,可见具有较高的烧结活性。     

纳米CeO2颗粒的制备及其对硅晶片（100）和（111）的抛光性能

以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料,在微波辐射条件下,使用乙醇/水反应体系,通过均相沉淀法制备了纳米CeO2颗粒,利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶转换红外光谱仪（FT-IR）和比表面积测定仪（BET-N2）等手段对样品的成分、物相结构、形貌、颗粒大小以及团聚情况进行了表征.将所制备的纳米CeO2颗粒作为磨料用于硅晶片（100）和（111）的化学机械抛光,用原子力显微镜（AFM）观察抛光表面的微观形貌,测量表面粗糙度,并对抛光表面划痕进行了分析.结果表明,微波辐射以及乙醇/水反应体系均有利于制备出粒径更小、分散性更好的纳米CeO2颗粒,而且微波辐射能够显著加快反应速度;经纳米CeO2磨料抛光的硅晶片（100）和（111）表面非常平整,在2μm×2μm范围内的粗糙度Ra值分别为0.275 nm和0.110 nm,获得了具有亚纳米量级粗糙度的抛光表面.     

CeO_2纳米空心球的制备与光催化性能研究

采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯-丙烯酸微球(P(St-AA))为模板,通过无机物前驱体颗粒的自组装制备出CeO2/P(St-AA)复合微球,煅烧去除聚合物模板后,得到CeO2纳米空心球。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和热重分析仪等测试手段对复合微球和CeO2纳米空心球的表面形貌和结构进行了表征。实验结果表明,CeO2空心球由面心立方相颗粒构成,内空心直径约为250nm,壳厚度约为20nm。CeO2纳米空心球对甲基蓝模拟染料废水具有良好的脱色能力,经4h处理后脱色率达到95%以上。     

胶态金纳米型时间-温度指示器性能研究

目的 探究基于金纳米颗粒的时间温度指示器（Time-temperature indicator, TTI）的变色机理及不同制备参数对其动力学参数的影响,为其在食品上的实际应用提供参考依据。方法 以明胶与氯金酸的还原反应为基础制备胶态金纳米型时间-温度指示器。通过紫外-可见分光光度计对TTI的吸光度进行测定,并将其与时间进行非线性拟合。采用单因素实验探讨制备参数对反应速率、变色寿命和活化能的影响。结果 TTI体系中生成的金纳米颗粒使得TTI呈现紫红色,金纳米颗粒数量的增加导致TTI的颜色变深。明胶用量减少而明胶-氯金酸质量比不变,以及明胶用量不变而明胶-氯金酸质量比增大的情况下,TTI体系的反应速率变慢,变色寿命延长。明胶-氯金酸质量比决定了TTI体系的活化能。TTI的活化能的范围为77.89～84.58 kJ/mol。结论 TTI具有监测因脂肪氧化而变质食品的潜能,通过调节TTI的制备参数可改变其变色寿命以匹配不同货架期的食品。