以LaNi5合金为催化剂制备碳纳米管的研究

在800℃下,以LaNi5合金粉末为催化剂,乙炔为原料,采用化学气相沉积法(CVD)分别在氢气氛和氮气氛下合成了多壁碳纳米管.研究了以LaNi5合金粉末为催化剂的条件下,反应气氛对生成碳纳米管的影响,探讨了CVD法生长碳纳米管的反应机理及LaNi5合金的催化机理.实验结果表明,反应过程中LaNi5分解为La3Ni7和Ni;在碳纳米管的生成过程中,La3Ni7进一步分解为La和Ni.氢的参与能显著改变生成的碳纳米管的质量.     

A1替代Ni对La2MgNi7.5-xCo1.5Alx

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2MgNi7.5-xC01.5A1x(x=O.0～0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,A1替代改变了合金的物相组成和物相的丰度.LaNi3相消失,αLa2Ni7相丰度的变化表现为先增加(x从O.0～0.1)后减少(x=O.3和O.5),LaNi5相随合金中A1含量x的增加而明显增加.A1替代Ni降低了合金的最大电化学放电容量和活化性能,但明显改善了La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性.     

La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx(x=0～0.3)贮氢合金的相结构及电化学性能的研究

研究了Al元素对合金La0．67Mg0．33Ni3．0中Ni的替代对舍金的微观组织结构及电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明La0．67Mg0．33Ni3．0合金由PuNi3型(La，Mg)Ni3相和Ce2Ni2型(La，Mg)2Ni7相组成，Al元素加入后，开始出现CaCu5型LaNi5相，随着Al含量的增加，LaNi5相逐渐增多，当x=0．3时，LaNi5相成为合金的主相，合金La0．67Mg0．33Ni3．0中Al的X荧光元素面分布图像表明了Al元素主要进入LaNi5相中，说明Al是一种LaNi5相形成元素；电化学测试表明，随着Al含量的增加，合金的最大放电容量依次下降，4种合金的最大放电量分别为392、324、267和252mAh／g，活化次数变化不大(2～3次即可活化)，循环稳定性先增加后下降。     

Fe部分取代Co对La_(0.7)Zr_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(2.75)Co_(0.75-x)Fe_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用磁悬浮感应熔炼方法制备La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,并研究Fe取代Co对La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,随着Fe含量的增加,LaNi5和La2Ni7相的晶胞体积逐渐增大,且合金中依次出现ZrFe2相(x≥0.05)和La7Ni3相(x≥0.1)。适量的Fe取代Co,不仅能提高La0.7Zr0.1-Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金的储氢容量,降低合金的放氢平台压,改善合金氢化物的稳定性,而且能延长合金电极的循环寿命,提高合金电极的高倍率放电性能。     

La0.7-xPrxZr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.45Fe0.1Al0.2 (x=0.00,0.05,0.10, 0.15,0.20)合金储氢及电化学性能研究

在Ar气保护下,采用高频感应悬浮炉制备La0.7-xPrxZr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.45Fe0.1Al0.2(x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20)合金,研究Pr替代La对合金电极电化学性能的影响。结果显示,所有合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,以Pr替代La后,LaNi5相和La2Ni7合金相的晶胞收缩,导致氢原子在合金电极体内扩散受限,合金电极的动力学性能下降。但由于Pr的抗腐蚀作用,合金电极循环稳定性增加,经过200次充放电循环后容量保持率分别从66.2%(x=0.00)逐渐增加到69.5%(x=0.05)、73.2%(x=0.10)、74.0%(x=0.15)和75.1%(x=0.20)。     

La2-xMgxNi7.0(x=0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)贮氢合金结构和电化学性能的研究

用高频感应熔炼的方法制备了La2-xMgxNi7.0(x=0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)贮氢电极合金,采用x-ray衍射和XRD粉末衍射全谱拟合分析方法及电化学方法系统研究了随Mg含量的增加,该类合金相结构和电化学性能的变化规律,以及合金在不同退火温度(1123K,1203K,1253K)和不同退火时间(24h,72h,144h)下相结构和微观组织及电化学性能的变化规律.实验结果表明,该类合金由(La,Mg)2Ni7相(Ce2Ni7型结构)、LaNi5(CaCu5型结构)相、(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)及少量未知相组成.随Mg含量的增加,电极电化学放电容量呈先升高后降低趋势,当x=0.6时达到最大值389.87mAh/g;当Mg含量进一步增加时,电化学放电容量迅速降低,x=0.8时电化学放电容量为188.34mAh/g;随Mg含量的增加,合金组织中(La,Mg)Ni3相和LaNi5相增多.退火处理很大程度上消除了LaNi5相,高温退火有利于(La,Mg)2Ni7相的生成,低温退火有利于(La,Mg)Ni3相生成.退火时间的延长对合金相结构影响不明显,但提高了合金组织均匀性,同时使电化学放电容量降低.不同的退火温度和退火时间对未知相影响不明显.本文研究表明,退火温度对(La,Mg)2Ni7合金相结构有重要影响,Mg含量是影响合金相结构和电化学放电容量的关键.     

退火对La0.75Mg0.25Ni3.5Cox（x=0，0.6）合金结构与电化学性能影响

为了改善La0.75Mg0.25Ni3.5Cox(x=0,0.6)合金电极的循环稳定性,对铸态合金在0.3MPa压力氩气保护下进行不同温度退火(1123、1223和1323K),保温时间均为10h.研究了退火温度对合金电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,铸态及1123K温度退火后合金主要由LaNi5、(La,Mg)2Ni7相及少量LaNi2相组成;退火温度为1223和1323K时,合金中LaNi2相消失,合金主要由LaNi5、(La,Mg)Ni3及(La,Mg)2Ni7相组成.电化学试验结果表明,随着退火温度增加,x=0及x=0.6的合金最大放电容量分别从铸态的343.7、319.2增加到1323K时的390.4、357.5mAh/g;同时退火改善合金的循环稳定性,100次充放电循环后,随着退火温度升高,x=0、0.6时合金的容量保持率(S100)分别从铸态的55.17%、58.22%增加到1323K时的76.66%、67.58%.     

Pr替代La对La-Mg-Ni系A_2B_7型电极合金微观结构及循环稳定性的影响

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的电化学循环稳定性,用Pr部分替代合金中的La,并用熔体快淬技术制备了La0.75-xPrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)电极合金。用XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了铸态及快淬态合金的电化学循环稳定性,研究了Pr替代La对合金微观结构及循环稳定性的影响,探讨了合金电极在电化学循环过程中的失效机理。结果表明,铸态及快淬态合金均具有多相结构,包括2个主相(La,Mg)Ni3及LaNi5和一个残余相LaNi2。Pr替代La使(La,Mg)Ni3明显增加而LaNi5减少。电化学测试的结果表明,合金的循环稳定性随Pr替代量的增加而增加。导致合金电极失效的主要原因是电极表面被电解液剧烈腐蚀以及合金电极在电化学循环过程中的粉化。     

La-Mg-Ni系A5B19超晶格负极材料相结构及电化学性能EI北大核心CSCD

感应熔炼制备La0.8-xCexMg0.2 Ni 3.8(x=0,0.1,0.3,0.5),研究Ce替代部分La对La4MgNi19超晶格负极材料相结构及电化学性能的影响。研究表明,La4MgNi19合金相由LaNi5,(La,Mg)2Ni7,(La,Mg)5Ni19(3R-Ce5Co19)相组成。加入Ce后,(La,Mg)2Ni7相消失,出现2H-Pr 5Co 19结构的(La,Mg)5Ni19相,同时随着Ce替代量的增多,(La,Mg)5Ni19相含量增多,LaNi5相随之减少,Ce加入有利于形成A5B19相,特别是形成2H-Pr5Co19结构。电化学放电容量随着x值的增加呈现先增后减趋势,x=0.1时样品的电化学放电容量380.36 mAh/g最佳。合金电极活化次数、容量保持率和倍率放电性能随着Ce含量增加而增大。H在合金中的扩散速率是影响其倍率放电性能主要因素。     

熔盐电脱氧法制备La_(0.5)Ce_(0.5)Ni_5的研究

以烧结后的La2O3、CeO2、NiO混合物片体作为阴极,高密度碳棒作为阳极,在850℃的CaCl2熔盐中,采用恒电压电解,对La0.5Ce0.5Ni5三元合金进行了制备。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的分析结果表明,经1050℃烧结的混合氧化物,在3.1V工作电压下电解12h,可以得到海绵状La0.5Ce0.5Ni5三元储氢合金。不同时间电解后样品的XRD衍射图谱显示,电解过程是逐步进行的,NiO首先在电极上还原为Ni,然后LaOCl(由La2O3与CaCl2反应生成)和CeOCl(由部分还原的CeO2与CaCl2反应生成)在新生成的Ni表面还原并形成La0.5Ce0.5Ni5合金。Ni单质的存在很可能是由于生成的LaOCl和CeOCl部分溶解在熔盐中造成损失,使得Ni量多于化学计量比。     

Geometric Effects of La1+xMg2-xNi9 (x=0.02~1.0) Ternary Alloys on Their Hydrogen Storage Capacities

Structural analysis was made using X-ray diffraction (XRD) Rietveld refinement on a series of La1+xMg2-xNi9 (x=0.02~1.0) ternary alloys. Results showed that each of La1+xMg2-xNi9 alloys was a PuNi3-type structure stacked by LaNi5 and (La, Mg) Ni2 blocks. Electrochemical tests revealed that discharge abilities of these La-Mg-Ni ternary alloys mainly depended on their atomic distances between (La, Mg) and Ni, which could be modified by varying the atomic ratios of La/Mg.     

Dy-O-Ca-Fe体系的热力学研究

计算了用Ｃａ还原Ｄｙ２Ｏ３生成纯金属Ｄｙ和Ｄｙ与Ｆｅ反应生成ＤｙＦｅ２合金时,标准自由能和自由能的变化以及反应平衡时的钙分压,在１０７３、１１２３、１２２３以及１３２３Ｋ的温度下制得了ＤｙＦｅ２合金,用ＸＲＤ和ＥＤＸ鉴定了反应产物的物相。     

铸态及快淬态La_2Mg(Ni_(0.85)Co_(0.15))_9B_x(x=0~0.2)贮氢合金的微观结构与电化学容量(英文)

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响。结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失。硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值。快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值。     

铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=O～O.2)贮氢合金的微观结构与电化学容量

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响.结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失.硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值.快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值.     

LaNi4.5Mn0.5储氢合金及氢化物的电子结构

基于密度泛函理论,采用总能量计算方法与结合超软赝势平面波函数方法,对LaNi4.5Mn0.5储氢合金及其氢化物的晶体几何结构进行了优化,计算了其相应的总体能量、晶体结构、能带结构、及态密度分布等,从理论上给出了其结构参数及性质.结果表明,锰取代3g位后合金晶胞略有膨胀,并伴随着晶体稳定性变差.LaNi4.5Mn0.5合金中EF附近的态密度贡献最主要来自La的p电子,以及Ni和Mn原子的d电子.     

铸态和退火态A2B7型La-Mg-Ni系合金的电化学研究（英文）

为了改善铸态La3MgN i14合金的电化学性能,在0.3 MPa氩气气氛下对La3MgN i14合金进行了10 h退火处理,退火温度分别为1 123,1 223和1 323 K。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学实验研究了合金的微观结构和电化学性能。结果表明,铸态及1 123 K温度退火后的合金由LaN i5相、(La,Mg)2N i7相以及少量的LaN i2相组成。1 223 K温度退火后合金含有LaN i5,(La,Mg)2N i7和(La,Mg)N i3相。1 323 K温度退火后合金的主相为LaN i5和(La,Mg)N i3相。与铸态合金相比,退火后合金组织更加均匀,晶粒长大。随着退火温度的增加,合金的一些电化学性能(如最大放电容量、放电效率、循环稳定性)以及动力学参数(如高倍率放电性能)增强,而电位差和电荷迁移电阻降低。在本研究范围内,为了放电容量和循环稳定性之间的平衡,铸态La3MgN i14合金的适宜退火温度为1 323 K。     

Geometric Effects of La_(1+x)Mg_(2-x)Ni_9 (x=0.0~1.0) Ternary Alloys on Their Hydrogen Storage Capacities

Structural analysis was made using X-ray diffraction (XRD) Rietveld refinement on a series of La1+xMg2-xNi9 (x=0.0-1.0) ternary alloys. Results showed that each of La1+xMg2-xNi9 alloys was a PuNi3-type structure stacked by LaNi5 and (La, Mg) Ni2 blocks. Electrochemical tests revealed that discharge abilities of these La-Mg-Ni ternary alloys mainly depended on their atomic distances between (La, Mg) and Ni, which could be modified by varying the atomic ratios of La/Mg.     

新型稀土镁基贮氢电极合金的结构与性能

系统研究了La0．7Mg0．3(Ni0．85Co0.15)x(x=2．5，3．0，3．5，4．0，4．5，5．0)贮氢电极合金的结构和储氢性能．该类型合金由(La，Mg)Ni3相(PuNi3型结构)和LaNi5相(CaCu5型结构)组成，两相的a轴参数和晶胞体积都随着x值的增大而减小．(La，Mg)Ni3相的丰度先从x=2．5时的48．4％增加到x=3．5时的78．2％，然后又减小到x=5．0时的12．2％，而LaNi5相的丰度在x=2．5-3．5时基本保持不变(-20％)，在x=4．0时突然增加到71.9％．合金的吸氢量从x=2．5时的0．86％(质量分数)增加到x=3．5时的1．50％然后又减小到x=5．0时的1．19％．合金的放氢平台压力在x=2．5-3．5时保持基本不变(-65．9kPa)，然后逐渐增加到x=5．0时的0．30MPa．随着x的增加，吸放氢过程的滞后效应先增大后减小，而合金的放氢平台变得更加平坦．     

LaNi4M(M=Ni、Co、Fe)的晶体和电子结构

根据密度泛函理论,采用总体能量-超软赝势平面波技术,分析了LaNi5和20%Ni分别被Co和Fe代换后的晶体结构、总体能量、电子态密度以及Mulliken布居电荷.由理论计算得到的晶体结构参数与实验值符合得比较好.取代后合金的晶体结构变化趋势与取代元素的原子半径变化趋势一致.Co和Fe代换可改变合金的电子结构,降低合金的稳定性.Co-d或Fe d带的位置及其中的电子数影响合金的稳定性.Co或Fe更倾向于取代3g位,且Co取代比Fe取代稳定.合金生成热的理论计算值与实验值较为接近.