金属卤化物对4MgH2/TiH2复合材料储氢性能的影响

在氢气保护下,采用机械合金化制备4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5%A(质量分数,A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料,并通过PCT、XRD、SEM以及DTA等手段对复合材料进行表征。结果显示,4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5A(A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料吸氢量均在4.5%(质量分数)左右,且在150s时间内吸氢即可达到饱和。添加CeCl_3后,复合材料的脱氢反应焓从添加前的72.7kJ/mol下降到65.1kJ/mol,而添加AlCl_3和LaCl_3后,复合材料的脱氢反应焓则分别增加到80.6kJ/mol和82.5kJ/mol。这表明CeCl_3能有效提高4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能,而AlCl_3和LaCl_3的添加则会导致4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能下降。     

过渡金属氟化物改善2NaBH_(4)+MgH_(2)储氢体系的放氢热力学性能EI北大核心CSCD

通过机械球磨法制备了2NaBH_(4)+MgH_(2)和2NaBH_(4)+MgH_(2)+0.1MF_(x)(M=Ni,Ti,Zr;x=2,3,4)储氢复合材料。分别通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了复合材料的形貌、元素分布和晶体结构。另外,通过差示扫描量热法(DSC)和程序升温脱附(TPD)测试了材料的放氢热力学性质。结果表明,通过添加NiF_(2),TiF_(3)和ZrF_(4),分别将2NaBH_(4)+MgH_(2)的第一个放氢峰温降低了8.9,35.7℃和54.5℃。此外,放氢过程中出现的NaMgF_(3)相改变了第一个放氢过程的反应路径,并且改变了2NaBH_(4)+MgH_(2)的第二次放氢过程,使得第二个脱氢过程的峰温分别降低了18.0,31.1℃和34.1℃。添加NiF_(2),TiF_(3)和ZrF_(4)使2NaBH_(4)+MgH_(2)的放氢比例分别达到91.7%,91.9%和98.7%。其中ZrF_(4)对2NaBH_(4)+MgH_(2)的整个放氢过程显示出了最好的效果。因此,2NaBH_(4)+MgH_(2)+0.1ZrF_(4)可以作为燃料电池供氢系统的潜在应用体系。     

Binary System MnO-Nb_2O_5

The phase diagram of the binary systemMnO-Nb_2O_5 was studied by means of the differentialthermal analysis(DTA),X-ray diffraction analysis andscanning electron microscopy(SEM).Thermodynamic da-ta of the new compounds 4MnO·Nb_2O_5 andMnO·Nb_2O_5were found as follows:4MnO·Nb_2O_5:t_m=1398±2℃△H_m=129000(J/mol)△S_m=77(J/mol,K)△G_m~o=129000-77T(J/mol)MnO·Nb_2O_5:t_m=1499±2℃△H_m=86940(J/mol)△S_m=49.6(J/mol,K)△G_m~o=86940-49.6T(J/mol)The eutectic parameters for the system are given below:t_(E1)=1383±3℃ N_(E1(MnO))=0.896t_(E2)=1312±2℃ N_(E2(MoO))=0.713t_(E3)=1400±4℃ N_(E3(MnO))=0.231     

长周期结构Mg_(94)Cu_4Y_2储氢合金的吸放氢动力学和组织转变

设计并制备含有长周期堆垛有序结构(LPSO)的Mg_(94)Cu_4Y_2储氢合金,研究了合金在吸放氢过程中组织的转变机制以及吸放氢动力学性能。结果表明,Mg_(94)Cu_4Y_2合金主要由Mg、Mg2Cu和高度固溶Cu、Y元素的含18R及14H型的LPSO组成。LPSO在首次吸氢过程中分解,并原位生成均匀的(MgH_2+MgCu_2+YH_3)纳米复合组织。在随后的脱氢和吸放氢循环中,合金主要通过Mg/MgH_2反应实现吸放氢。细小均匀分布的Mg2Cu和YH_2对Mg/MgH_2的催化作用,使该合金表现出较优良的吸放氢动力学特性。     

B、SG及MG的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用机械合金化制备Mg-Al合金,并研究二维结构材料B、SG及MG的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。试验结果显示,合金材料主要由Mg17Al12相组成,在碳素材料的催化作用下,Mg-Al合金的综合储氢性能得到明显提高。Mg-Al合金的初始放氢温度为575 K,添加SG或MG后合金材料的初始放氢温度分别降低了64 K和82 K,脱氢峰值温度也分别降低了76 K和74 K,而Mg-Al合金材料放氢过程的表观活化能则从328.9 k J/mol分别下降到231.5 k J/mol和211.9 k J/mol。     

LiAlH4与NH4Cl在醚类溶剂中反应制氢的研究

LiAlH_4与NH_4Cl在醚类溶剂中反应放氢是一种新型的具有高储氢容量、能室温放氢的可控制氢技术。研究了摩尔比为1∶1的LiAlH_4与NH_4Cl(LiAlH_4-NH_4Cl)在二乙二醇二甲醚(dimethyl carbitol, DC)、正丁醚(dibutyl oxide, DO)和二恶烷(diethylene dioxide,DD)中反应的放氢行为。研究表明,LiAlH_4-NH_4Cl在DC中反应(LiAlH_4-NH_4Cl-DC)具有良好的放氢性能,在25,40,60℃的放氢量分别可以达到4.01%,4.53%和4.99%(质量分数)。LiAlH_4-NH_4Cl在DD和DO中反应(LiAlH_4-NH_4Cl-DD/DO)的放氢速率较慢、放氢量较低。LiAlH_4在溶剂中的溶解度是影响体系放氢性能重要因素。     

过渡金属氟化物对Mg-Al合金储氢性能的改性研究

采用热处理工艺并结合机械合金化制备Mg-Al合金,研究过渡金属氟化物(TiF_3、VF_4以及ZrF_4)的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。研究发现,所有合金均主要由Mg_(17)Al_(12)相组成,Mg_(17)Al_(12)的氢化产物为MgH_2和Al,在过渡金属氟化物的催化作用下,Mg-Al合金的综合储氢性能得到明显提高。Mg-Al合金的初始吸/放氢温度约为180和300℃,添加TiF_3、VF_4以及ZrF_4后,合金的初始吸氢温度分别下降了80,30和30℃,初始放氢温度则分别下降了80,80和25℃,其中TiF_3显示出了良好的催化性能,尤其是在Mg-Al合金添加TiF_3后,Mg-Al合金氢化物的吸氢反应焓和脱氢反应焓从59.9和84.2 kJ/mol分别下降到了到了45.8和55.4 kJ/mol。     

Ni MOF对RE-Mg基储氢合金动力学性能的影响

通过化学方法制备了一种高比表面和多孔的Ni MOF,并通过X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及Sievert等体积方法系统地研究了不同含量的Ni MOF对Mg₉₀Ce₅Y₅合金储氢动力学的催化作用。结果表明，Ni MOF的添加大幅提高了Mg₉₀Ce₅Y₅的球磨效率，颗粒减小至其一半以下。此外，有效改善了合金的吸放氢动力学，降低合金的吸放氢活化能。当添加3%(质量分数)Ni MOF时，在3 MPa, 473 K下吸氢量达到最大值的90%仅需2 min; 573 K下完全放氢仅需30 min,是Mg₉₀Ce₅Y₅放氢速度的10倍，活化能减小至69.1 kJ/mol。然而，随着添加含量的增多，会降低复合材料的最大储氢容量。     

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。     

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。     

机械球磨法添加Fe、Co及Al制备镁基储氢材料

采用等通道转角挤压(ECAP)方式细化ZK60合金晶粒,再利用机械球磨法分别添加Fe、Co及Al制备了3种储氢材料。采用X射线衍射仪、储氢特性测试仪和扫描电镜研究了储氢材料的高周期吸/放氢性能及其显微组织变化。结果表明:ZK60-Fe、ZK60-Co和ZK60-Al的吸氢速率均随着吸/放氢循环次数增加而增大,其中ZK60-Al的吸氢速率增大最快,第200次吸/放氢循环的5min内吸氢量接近60min内总的吸氢量;随着吸/放氢循环次数增加,储氢材料中会生成MgH_2而导致储氢量递减,其中ZK60-Fe吸氢量递减速率减缓最快,仅吸/放氢循环了50次就开始减缓;这3种储氢材料经多次吸/放氢循环后均会出现微粉化,微粉化增多和吸氢量减少主要发生在循环吸/放氢初期。     

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。     

镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4的制备及性能研究

以不经压制的Mg、Ni混合粉末为原料,利用氢化燃烧合成法在合成温度850 K和1.8 MPa初始合成氢压下制备了镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4,并利用XRD及PCT仪分析了其物相组成和储氢性能.研究表明,产物由单一物相Mg2NiH4组成,无未反应的Ni和不完全氢化的Mg2NiH0.3;相对于传统熔炼法制备的Mg2Ni,氢化燃烧合成产物具有更高的氢化活性,在没有任何活化处理的前提下,第一次吸氢就能以很快的速度达到饱和吸氢量,同时在任何吸氢温度下均具有较好的吸氢动力学性能,且随温度的降低,最大吸氢量降低幅度较小,平台压和吸放氢温度的关系为:lgP(0.1 MPa)=-3 187.6/ T 6.362 4(吸氢),lgP(0.1 MPa)=-3 468.4/T 6.694 3(放氢).     

共沉淀过程中镍锌添加比例对两步法制备的Ni0.5Zn0.5Fe2O4吸波性能的影响

采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了纳米Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4粉体。通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、矢量网络分析(VNA)等方法对4种不同添加比例的样品进行微观结构和电磁性能表征。结果表明:通过650℃煅烧,在4种添加比例下都得到了纯Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4。制备的Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为球形,随着共沉淀过程中添加比例的增加,粒径先减小后增大,添加比例为60%时粒径最小,平均粒径约为44nm。在2～12.4GHz时,材料厚度越大,Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4有效吸波频带越接近低频波段,且最大吸波强度达到-24.94dB。当添加比例为60%时,Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4有效吸波频段为5.0～9.9GHz,有效吸波频带最宽,微波吸收性能最佳。     

Phase Diagrams of Two Binary Sections 4MnO·Nb_2O_52MnO·SiO_2 and MnO·Nb_2O_5—SiO_2 in the Ternary System MnO-Nb_2O_5-SiO_2

1.IntroductionIn previous papers[1,2],it has beenpointed out that the study of the phase dia-gram for the system Nb_2O_5—MnO—SiO_2 issignificant from both practical and theoreti-cal viewpoint.The new compound4MnO·Nb_2O_5 has been ascertained in thebinary system MnO—Nb_2O_5[1].Presence ofthree stable compounds 4MnO·Nb_2O_5,MnO·Nb_2O_5 and 2MnO·SiO_2 in theternary system predicts the possibility ofthree stable binary sections[2].The binary     

机械球磨制备La2Mg17/Ni复合材料的微观结构及气态吸放氢性能

为提高La2Mg17贮氢合金的吸放氢性能,以机械球磨La2Mg17+Ni+NbF5在氩气为保护气氛围下制备复合材料。采用XRD分析了球磨后复合材料的微观结构,用SEM观察了其形貌。通过自动控制的Sieverts设备测试了材料的吸放氢动力学性能。研究表明混合球磨后复合材料的吸放氢性能有了显著的提高,进一步说明Ni粉、NbF5促使了材料纳米晶/非晶结构的形成,而该结构的形成是材料吸放氢性能提高的主要原因。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面反应动力学

SiC纤维增强Ti基复合材料(SiCf/Ti)容易发生界面反应,从而影响其力学性能.开展界面反应和动力学的研究,对于SiCf/Ti复合材料的制备和服役具有指导意义.采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析了SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面反应及其动力学,发现SiC纤维的C涂层与Ti-6Al-4V反应形成粗晶粒的和细晶粒的TiC,长期高温热处理使得界面反应加剧,TiC层加厚,当C涂层完全消耗后,界面反应层中除了TiC外,还出现了Ti3Si2.研究表明,界面反应层的加厚受元素扩散控制,服从抛物线规律,求出的动力学参数Q为268.8kJ/mol,k0为0.0057m/s1/2.     

Ni-5%RE_xO_y复合添加剂对Mg_2Ni电化学储氢性能的影响

以Ni-5%RE_xO_y(CeO_2,La_2O_3,Eu_2O_3)为复合添加剂,研究添加剂对球磨Mg_2Ni合金的微观结构及电化学储氢性能的影响。结果表明:添加剂能够改变材料非晶与纳米晶结构的比例,复合材料的粒度分布均匀,但添加Ni-5%CeO_2的样品存在少量团聚现象。含有添加剂的样品具有更高的最大放电容量及更好的循环稳定性;添加剂均可有效提高复合材料的充放氢动力学性能,改善材料表面电荷转移能力及电化学反应的可逆性,提高合金内部H原子的扩散速率。其中Ni-5%CeO_2添加剂对提高复合材料动力学性能的催化效果最好。     

不同温度下噻吩与氢化镁反应路径分析

以球磨法制备镁基储氢材料,并作为供氢体对噻吩进行加氢脱硫研究。程序升温脱附(TPD)和差示扫描量热(DSC)测试表明,材料放氢峰温为320℃,可与噻吩加氢温度匹配。噻吩加氢脱硫实验表明,当反应温度为350℃时,噻吩加氢反应转化率最高;反应温度继续升高,转化率则随之下降。加氢脱硫反应产物分析表明,由于温度升高,储氢材料中的活性氢将直接结合生成氢气分子,从而使加氢反应较难进行,噻吩转化率下降。第一性原理计算结果表明,MgH_2直接对噻吩加氢的能量位垒为62.65kJ/mol,而由MgH_2所放出的氢气对噻吩加氢的2个位垒为275.36kJ/mol和365.36kJ/mol。MgH_2与噻吩直接反应更有利于加氢脱硫反应的进行。     

长期热致吸放氢循环对载钯硅藻土储氢性能的影响

采用PdCl2溶液浸渍-焙烧-还原的方法制备出载钯硅藻土(Palladium/Kieselguhr,简称Pd/K),对其进行物相分析、形貌观察、吸放氢PCT以及吸氢动力学测量,研究了1000次和2000次热致吸放氢循环后的储氢性能.结果表明,热致循环前后Pd/K的吸放氢PCT曲线基本相同,吸氢量稍有降低,动力学性能明显...