纳米晶复合物Mg—Ni—V2O5催氢性能研究

研究了纳米晶复合物Mg-Ni-V2O5的吸放氢性能及其在放氢过程中的温度变化规律。该复合物是在氢气作为保护气的条件下，用机械合金化方法从镁粉，镍粉和五氧化二钒直接通过球磨制备而成的，试样在球磨过程中能发生吸氢反应（MAR），经过较长时间球磨之后，试样基本能完全吸氢，该试样具有很好的充放氢性能，放氢温度也有所降低，例如该复合在200℃可以在60s内充氢达6．2％（质量分数）以上，在300℃，0.1MPa下，可以在700s内使放氢量达到6．0％（质量分数）以上。     

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。     

机械合金化(Mg+Mg2 Ni)+TiO2合金的储氢性能

用机械合金化法合成了(Mg Mg2Ni) TiO2储氢合金,借助XRD分析了TiO2的加入对合金的物相结构的影响,SEM考察了合金的形貌.TiO2在合金的吸放氢过程中起到很好的催化作用,降低合金放氢温度并且提高合金储氢量,(Mg Mg2Ni) 10wt%TiO2合金在573K下的储氢量是5.84wt%.     

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。     

Al的添加对Mg2Ni合金储氢性能的影响

采用两步法(球磨 烧结),制备了Mg2-xAlxNi(x=0、0.1、0.3)合金,研究了Al对Mg2Ni合金储氢性能的影响.XRD和SEM研究表明Al的加入使合金中产生了Mg3AlNi2新相.利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明:添加Al元素会降低合金的吸氢量,但能有效地提高放电容量和循环稳定性.制备出的Mg1.9Al0.1Ni和Mg1.7Al0.3Ni相比,前者具有较大的吸氢量,后者的放电容量较大,循环稳定性较好.     

Cu的添加对Mg2Ni合金储氢性能的影响

采用机械合金化法,制备了Mg2Ni1-xCux(x=0、0.1、0. 3)合金,研究了Cu对Mg2Ni储氢合金储氢性能的影响.XRD和SEM研究表明Cu的加入使合金中产生了Cu11Mg10Ni9新相.利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明,添加Cu元素会降低合金的吸氢量,但能有效地提高放电容量和循环稳定性.制备出的Mg2Ni0.9Cu0.1与Mg2Ni0.7Cu0.3相比,前者具有较大的吸氢量,后者的放电容量较大,循环稳定性较好.     

无机材料纳米空心球的制备方法研究进展

探索新的纳米结构已成为近年来物理、化学、材料等领域的研究热点之一.纳米空心球作为一种新的纳米结构,其特有的核-壳空心结构及纳米厚度的壳层使它具有许多优异的物理化学性能,从而在医学、制药学、材料学、染料工业等领域具有很好的应用前景.本文综述了模板法和由模板法发展而来的L-bL自组装法制备无机材料纳米空心球的一般过程及原理,最后展望了纳米空心球材料的发展前景,并探讨了目前在无机材料纳米空心球研究领域中存在的问题.     

纳米炭纤维的储氢性能初探

主要阐述了用流动催化剂法制备的纳米炭纤维的储氢特性,发现在室温下纳米炭纤维可以快速大量吸氢纳米炭纤维的储氢量远远高于目前各种储氢材料的储氢容量100nm左右的炭纤维的储氢容量高达10％以上（质量分数）,如此高的储氢容量使其在燃料电池等方面具有厂阔的应用前景.     

纳米结构及离子束改性对储氢材料性能的影响

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源,已受到人们的极大重视.传统的储氢材料存在吸放氢动力学差和释氢温度高的缺点,不利于使用.综述了纳米结构和离子束技术对储氢合金性能的影响,指出纳米化以及离子束改性是改善储氢合金动力学特性和释氢温度的有效途径.     

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.     

SnO2纳米空心球的合成及在锂离子电池正极方面的应用

采用锡盐溶液浸渍-煅烧锯末法,制备了SnO2纳米空心球.分别用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及恒流充放电技术对产品的结构形态和电化学性质进行了表征.结果表明,SnO2空心球的尺寸在50～120nm之间,壳层厚度约为5nm.在作为锂离子电池正极使用时,初始放电容量为607.7 mAh g-1.     

Al的添加对Mg2Ni储氢合金结构和氢扩散能力的影响研究

采用烧结-机械球磨二步法制备了Mg2-xAlxNi(x=0、0.3)储氢合金材料,研究了Al元素的加入对Mg2Ni储氢合金结构和氢扩散能力的影响.XRD和SEM研究表明Al 元素的加入会使储氢合金产生Al3Ni2和Mg3AlNi2新相,并且在表面覆盖分布各异的棱角多边形颗粒,利用循环伏安法测定了Mg2-xAlxNi(x=0、0.3)储氢电极的氢扩散系数,结果表明:Al元素的加入能显著改善Mg2Ni储氢合金结构,提高了氢扩散能力.     

硼氢化物吸放氢性能的研究进展

吸放氢热/动力学差及可逆条件苛刻是限制硼氢化物MBH4(M=Li,Na)储氢材料广泛应用的最大"瓶颈"。从价键特征以及吸放氢后相变化两个本质原因出发,分析总结了近年来硼氢化物储能材料的研究进展,重点阐述了反应物失稳法及纳米结构调制对其吸放氢性能的改善,并根据目前面临的主要问题提出了可能的发展趋势。     

温度对2TiO_230C70Mg材料吸放氢性能的影响研究

金属Mg储氢密度大和资源丰富,但金属Mg吸放氢温度太高,阻碍了它在实际中的应用。因此对金属Mg改性储氢研究,必须对其吸放氢温度和储氢体系的温度变化进行测试。对前期制备的2TiO230C70Mg复合材料测试结果表明:2TiO230C70Mg复合材料的吸放氢密度受吸放氢体系温度影响较大。当储氢温度为200℃时,复合材料的储氢密度达到最大值5.1%(wt,质量分数,下同),其最佳储氢温度在200℃左右、放氢温度在330℃时,其放氢量4.9%。     

氢等离子体电弧法Mg／TiO2复合纳米粒子的制备与表征

采用氢等离子体电弧法,在H2＋Ar气氛下制备出Mg／TiO2复合纳米粒子．通过X射线衍射仪（XRD）、红外分析（FT—IR）、高分辨透射电镜（HRTEM）对纳米粒子的化学成分、晶体结构和表面形貌进行了分析,发现具有六方形晶体惯态的镁粒子通过表面包覆一层TiO2后形成了球形粒子;分析了其形成过程．热重分析（TGA—SDTA）结果表明,Mg／TiO2复合纳米粒子比纯Mg纳米粒子抗氧化温度提高30～40℃．     

Mg95Ni5-30wt%La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5复合物的吸放氢性能研究

先采用氢化燃烧合成法制备Mg95Ni5,然后将氢化燃烧合成产物与30%(质量分数)La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金进行机械球磨复合,球磨时间分别为5、10、15和20h;将Mg95Ni5的氢化燃烧合成产物直接球磨10h用于对比研究.采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及气体反应控制器研究了材料的相组成、微观形貌、颗粒化学成分以及吸放氢性能.研究表明,球磨10h的Mg95Ni5/La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5复合物具有最佳的吸放氢性能,在373K,50s内基本达到饱和吸氢量3.78%(质量分数);在523K,1800s内放氢量为3.83%(质量分数);其起始放氢温度为425K,与Mg95Ni5相比降低了35K,吸放氢性能的改善与复合物的组织结构密切相关.此外,La0.7Mg0.36Ni2.8Co0.5的加入改善了复合物的放氢动力学性能.     

Al、Cr元素对Mg2Ni储氢合金的协同改性研究：（I）对组织结构的影响

采用烧结-机械球磨二步法制备了Mg2Ni（A2B）、Mg1.7Al0.3Ni、Mg2Ni0.8Cr0.2、Mg1.8Al0.2Ni0.8Cr0.2储氢合金材料，采用XRD和SEM研究了A侧取代元素舢和B侧取代元素Cr的加入对Mg2Ni储氢合金组织结构的影响。研究结果表明：Al、Cr元素的同时存在产生了协同改性作用，Cr元素的存在会抑制Al元素与Ni元素之间形成Al3Ni2非吸氢相，能促使Mg、Al、Ni反应形成Mg3AlNi2吸氢相；Al元素的存在会抑制Cr元素与Ni元素形成δ-[Cr，Ni]非吸氢相。     

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。     

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。     

CeO2基固溶体对Mg2Ni合金储氢动力学性能的影响研究

采用水热法合成纳米Ce_1-x(Eu_0.5La_0.5)_xO₂及Ce_1-x(Fe_0.5La_0.5)_xO₂固溶体, 通过结构及光谱性能分析表征了掺杂效应。与纯CeO₂--相比, CeO₂基固溶体的晶胞参数变大, 紫外漫反射的吸收边发生移动, 拉曼光谱的F_2g特征振动峰向低波数方向移动。将掺杂固溶体作为添加剂与Mg₂Ni合金混合进行球磨处理, 对得到的复合材料进行结构及储氢动力学表征。XRD结果表明, 复合材料的纳米晶比例升高。储氢动力学测试结果表明, 固溶体添加剂使材料表面反应的可逆程度得到优化, Mg₂Ni合金体内的氢原子扩散速率及氢扩散系数也得到了提高。