文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
反应球磨法制备镁基复相储氢材料的研究
姓名:延伟
申请学位级别:硕士
专业:材料科学与工程
指导教师:张静
2010-05
中文摘要
摘要
氢气的储存和运输是发展氢能技术的关键环节之一。镁基储氢合金具有储氢
量高、密度小、清洁环保、资源丰富等优点,是最有发展前景的储氢材料之一,
然其较慢的吸放氢反应速率和较高的吸放氢温度严重阻碍了镁基储氢合金实现商
业化的步伐。
本文以 Mg-Li-Al 合金为原料,在氢气气氛下利用反应球磨法制备镁基储氢材
料,试图同时实现储氢材料的合成和改性。论文采用 X-ray、TG-DSC、FT-IR、
XPS 等现代分析测试手段,详细研究了不同成分 Mg-Li-Al (Mg-Li-xAl (x=0, 1, 3),
Mg-14Li-Al+Al,1420,Mg-yLi-Al (y=9, 14),掺杂催化剂的 Mg-14Li-3Al)合金在
球磨过程中的相演变规律、产物的放氢性能及微结构。主要研究成果为:
① Mg-Li-Al 合金在氢气气氛下进行反应合成时,球磨促使 bcc 结构的β-Li
向 hcp 结构的α-Mg 转化,同时提高了 Li 在 Mg 晶格中的固溶度,这有利于 Mg
基固溶体与 H2 反应生成 Li-Al-Mg-H 过渡相,该过渡相进一步反应生成含配位结
构的稳定氢化物 Mg-Li-Al-H 相;
②原料中 Al/Li 质量比增加时,球磨反应过程中 Li-Al-Mg-H 过渡相的生成
量增加,反应合成的产物中 Mg-Li-Al-H 氢化物相含量也随之增加,而产物总放氢
量减少。Mg-14Li-Al 合金的反应合成产物在 300℃以下放氢量高达 %。合
成的储氢材料可以在低于 100℃的温度下分解放氢,MgH2 相的分解温度随 Al/Li
质量比的减小而降低,Mg-14Li-3Al 合金反应球磨产物中 MgH2 的分解温度降低
幅度可达 150℃;
-1
③产物中[AlH4] 配位基团随原料 Al/Li 质量比的增加而增加,由于 Li 的存
在,使 Al-H 键的红外吸收峰向低波数方向移动;
④过渡族金属氧化物可以在惰性气氛下促使 bcc 结构的β-Li 向 hcp 结构的
α-Mg 转化,而且明显促进 Li-Al-Mg-H 过渡相的生成及其进一步的合成反应,同
时促使 Mg 与 H2 在低温下快速反应生成 MgH2。
关键词:反应球磨法,镁基储氢材料,配位氢化物,Mg-Li-Al,过渡族金属氧化
物
I
英文摘要
ABSTRACT
Hydrogen storage and transportation are the key to the development of hydrogen
energy technologies. In all hydrogen storage materials, Mg-based hydrogen storage
materials is one of the most promising and popular materials, which has been highly
focused by more and more people, due to its advantage of high storage capacity, low
density, pollution free and a relatively low cost and so on. However, there’s still a long
way for Mg-based alloys to be used as an ideal carrier of hydrogen because of its bad
thermodynamics and ics properties in hydrogen absorption and desorption.
In this paper, Mg-based hydrogen storage materials have been made of Mg-Li-Al
alloy by reaction ball milling in hydrogen atmosphere, attempting to achieve the
synthesis and modification of hydrogen storage materials simultaneously. In this thesi