球磨La2Mg17与Ni复合合金的电化学贮氢性能研究

利用机械合金化法制备了La2Mg17+200%(质量分数)Ni复合储氢合金,并对不同球磨时间时合金的微观结构和电化学性能进行研究。结果发现,在球磨过程中Ni粉诱导了La-Mg-Ni非晶/纳米晶结构的形成。XRD和HRTEM结果共同表征了球磨80h时,合金中有Ni金属的存在,且XRD衍射峰强度较低,宽化严重,SAD为宽化的多环,表明形成非晶结构。电化学及其反应动力学测试结果发现,不同球磨时间的电化学反应的动力学控制机理是不同的。球磨60和80h后合金中不仅存在La-Mg-Ni非晶相,同时也有催化剂金属Ni,使合金的表面电荷转移反应电阻较小,氢在合金体相内的扩散系数D和极限电流密度I L均最大,最终导致80h的放电容量为最大值948.3mAh/g。然而,当合金的球磨时间为100和120h时,合金粉化到纳米级,100h的电荷转移反应电阻R ct最大,合金表面电化学反应缓慢,且合金体相内的极限电流密度和氢扩散系数均最小,属于合金电解液表面间的电荷转移和氢向体相内扩散联合控制的过程,必然导致其放电比容量较小。     

球磨参数及Ni比例对Mg2Ni合金储氢性能影响研究

采用中频感应炉熔炼出铸态Mg2 Ni合金,将Mg2Ni合金与一定量的Ni粉进行混合球磨处理.系统研究在不同Ni粉添加量及球磨时间等条件下所得合金样品的结构及储氢性能.研究表明,随着Ni含量的增大及球磨时间的延长,合金的非晶纳米晶结构逐渐增多;合金的最大放电容量及循环稳定性得到明显提升;合金的表面催化活性及合金体相内的H传输能力都有了显著提高.Ni粉的作用主要在于可促进合金非晶化,同时对合金的放氢过程起到了催化的作用.     

废水处理技术及其研究进展

综述了几种重要的废水处理技术及应用状况,介绍了各种方法的原理,主要分类及应用范围,特别分析了目前应用较多、发展较快的化学氧化法和生物处理法的特性,提出了水处理技术研究发展方向。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0.0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Fe对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex由(La,Mg)2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成.此外,随着Fe元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相,且随着Fe含量的增加而增多.电化学测试表明,随Fe含量的增加,合金电极活化次数变化不大,而其最大放电容量呈现先增后减的趋势,合金的最大放电容量由x=0.05时的376.21 mAh·g -1下降到x=0.3时的340.89 mAh·g-1;合金的高倍率放电性能随着Fe含量的增加而降低,当电流密度为900 mA·g-1时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)减小到62.23%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降.     

还原剂处理对La-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金性能的影响

以A_2B_7型贮氢合金La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.25)为对象,用不同还原剂对贮氢合金进行表面处理,系统研究了还原处理前后合金电极电化学性能的影响。结果表明:与未处理相比,还原剂处理后合金电极活化次数只需2次即可活化,明显改善电池的活化性能,合金电极的循环寿命比未处理合金显著提高,三种不同还原剂KBH_4、N_2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极100次循环保持率分别为75.33%、78.70%、89.29%。合金电极的高倍率放电性能依次增加,但高于未处理合金,从动力学的角度对贮氢电极高倍率放电性能进行了分析。结果表明,与未处理相比,三种不同还原剂KBH_4、N2H_4、NaH_2PO_2处理后的合金电极的交换电流密度依次增大,其极限电流也逐渐增大,循环伏安氧化峰面积和峰电流也出现同样变化。表明表面还原处理能有效提高贮氢合金电极吸、放氢过程的动力学性能,其高倍率放电性能的改善是源于电极表面的电子迁移速率和氢在合金体相中扩散速率这两方面共同作用所引起的。     

铝基稀土复合絮凝剂的制备及表征

以铝粉、AlCl3.6H2O、稀土氯化物、稀土硝酸盐和蒸馏水为原料,通过调整原料配比、反应温度和陈化时间,经蒸发、结晶制备一种高Al13含量的聚合氯化铝(PAC)和两种新型铝基稀土复合絮凝剂,并分别采用XRD法和化学分析法对产物进行表征。结果表明:PAC组成为5AlCl3.8Al(OH)3.37.5H2O(以下简记为Al13)和AlCl3.6H2O,新型铝基稀土复合絮凝剂的组成中除含Al13和AlCl3.6H2O外,还有原料稀土化合物。稀土化合物的加入对于絮凝剂中聚铝的化学组成基本没有影响,但对其结晶过程和结构有一定影响。     

Hydrogen storage properties of mechanically milled La2Mg17-x wt.% Ni （x=0, 50, 100, 150 and 200） composites

Melting method was used to obtain La2Mg17 alloy,and then Ni powder was added by mechanical alloying method.The kinetics of hydriding process and electrochemical properties of La2Mg17-x wt.%Ni(x=0,50,100,150,200) composites were investigated.X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) analyses showed that the crystal structure of composite alloy gradually transformed into amorphous phase by the effect of ball milling and Ni powders.The research of hydrogen absorption properties found that La2Mg 17-50 wt.%Ni reached the highest hydrogen absorption than other alloys with more addition of Ni content,reached to 5.796 wt.% at 3 MPa,and up to 5.229 wt.% merely in 2 min,which revealed that the amorphous phase reduced the H occupation of the lattice clearance,resulting in the decline of hydrogen absorption capacity.The electrochemical tests indicated that the maximum discharge capacity increased to 353.1 mAh/g at 30 oC,however,the cycle stability decreased considerably.A series of kinetic measurements demonstrated that the controlling steps of electrochemical process of La 2 Mg 17-x wt.%Ni alloys transferred from hydrogen diffusion on alloy bulk(x=50,100) to hydrogen diffusion on both alloy bulk and surface(x=150,200).     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0-0．3）合金相结构及电化学性能

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0，0．02，0．06 0.1，0．3）四元贮氢合金，系统研究了Al元素部分替代Ni对A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5合金相结构及电化学性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明：La0.75Mg0.25Ni3．5由单一La2Ni7相组成：Al元素加入后，开始出现CaCu5型LaNi5相，当x=0．3时，LaNis相成为合金的主相。Rietveld分析表明：随着Al含量的增加，LaNi5相逐渐增多，Al的加入利于CaCu5型LaNi5相的形成。电化学测试表明：Al替代Ni对A2B7型合金La0.75Mg0.25Ni3．5电极活化性能影响不大：而最大放电容量随Al在La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx，合金中替代量的增加而减小。当放电电流密度为1600mA／g时，合金的倍率放电性能由68.8％（x=0）增加到81．16％（x=0．1）然后减小到65．67％（x=0.3）。此外，La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx合金电极循环稳定性先增加而后下降。x=0．06时合金电极容量保持率最大（S100=85.21．％）。     

具可变价态稀土氧化物对Mg2Ni合金储氢性能的催化作用

采用球磨法制备Mg2Ni-Ni-5%RExOy(CeO2,Nd2O3,Tb4O7)复合材料。通过XRD,SEM,面扫描能谱分析,电化学及动力学测试系统研究材料的组织及储氢性能。结果表明:添加稀土氧化物后复合材料的结晶程度降低,稀土氧化物催化剂在合金表面分布均匀。复合材料的最大放电容量明显提高,含Tb4O7样品室温下最大放电容量达871mAh·g-1,且具有较高循环稳定性。CeO2及Tb4O7催化剂可有效提高合金电极表面电荷转移能力,增大氢原子在合金内部的传输速率。稀土氧化物催化剂还可提高复合材料的气态吸氢容量,其中含Tb4O7样品的吸氢量最高,在250℃时吸氢量达到2.02%(质量分数),但在较低温度时吸氢速率稍慢。稀土氧化物的催化作用主要与稀土离子的变价特性有关,离子的易变价性越强,则催化活性越高。催化活性由大到小的顺序为Tb4O7>CeO2>Nd2O3。