文档介绍：硼氢化锂及其氨络合物储氢材料的改性及放氢机理研究
摘要
配位氢化物储氢体系和传统的储氢合金体系相比有着更高的储氢量,其中硼
氢化锂(L iB H 4) 因拥有 w t.% 的含氢量,是潜在的新型高容量储氢材料。但
是其也存在热力学性能稳定,可逆条件苛刻的不足。研究表明通过阴离子替代,
合成活性氢化物复合材料(R H C ),添加催化剂等可获得某方面性能有所改善的硼
氢化物复合放氢体系。另外,纳米化可以提高氢化物的可逆性,动力学,甚至在
某些情况下改善其热力学性质。
借鉴已有硼氢化锂自身微细化改善其储氢性能研究成果,本论文提出通过液
相法,在较低的温度下,于溶液中使 L iB H 4 与纳米级载体复合。同时研究最佳制
备条件,控制 L iB H 4 结晶颗粒的大小以实现其纳米化,获得微细硼氢化锂/纳米
Si〇2载体储氢复合材料,充分发挥纳米级载体及硼氢化锂纳米化对 U B H 4 放氢性
能的改善作用,实现 L iB H 4 的放氢温度的降低及储氢复合体系有效氢容量的提
高。液相负载的硼氢化锂/六边形介孔二氧化硅(质量比 1:1) 复合物具有低至 200
°(:左右的起始放氢温度,并且在 350 °C 之前结束放氢, 比纯 L iB H 4 和球磨处理
的硼氢化锂/块状 S i0 2 (质量比 1:1) 样品相比有明显的改进。
基于纳米化及纳米孔道载体对 U B H 4 的放氢性能的有效改善,本论文又继续
研究了纳米化及纳米孔道载体对硼氢化锂氨络合物(L iB H 4_N H 3) 的改善作用,
探讨了不同载体对 L iB H H 3 的改性效果和相关机理。通过熔融注入法合成的
U B H H 3/碳纳米管(C N T s) 复合物和 LiB ILrN H 3/纳米 A 120 3 颗粒复合物的起
始放氢温度都在 100°C 以下,实现了从块状 LiB H ^N H 3的低温放氨到纳米复合物体
系的低温放氢转变,其中 L iB H 4*N H 3/纳米 A 120 3颗粒复合物(质量比 1:4 ) 的放
氢主峰位于 115°C 。
活性氢化物复合材料(R H C )是硼氢化物储氢材料改性的另一方向,研究证明
[B H 4]_具有和其他含有 H +离子的储氢载体相配合,具有达到车载储氢材料要求的
潜力。本研究将 U B H 4-M g(N H 2)2体系作为[B H 4]7[N H 2r体系的代表对其动力学,
添加剂的影响等作了详细研究,并提出了添加剂作用下的反应机理。研究发现,
I
硼氢化锂及其氨络合物储氢材料的改性及放氢机理研究
在 60-400°C 内,添加 20 w t.% 的 N iC l2 的 LiB H 4-M g(N H 2)2样品的放氢量达到
t.% , 其放氢性能较单独的 L iB H 4或 M g(N H 2)2改善明显。
关键词:储氢材料;纳米级载体;液相法;熔融注入法;纳米化
中图分类号:T K 9 1 氢能及其利用
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硼氢化11 及其氨络合物储氢材料的改性及放氢机理矹究
M od ification an d D eh y d rogen ation P erfo rm an ce S tu d y on
L iB H 4 A n d Its A m m on iate F or H yd rogen S torag e
A b stra c t
C om plex hydrides as hydrogen storage system s have the advantage of higher
hydrogen capacity over the traditional hydrogen storage alloys. A m ongst w hich
L iB H a is currently under con sideration for solid-state on-bo ard hydrogen storage
thanks to paratively high hydrogen content, w hich reaches up to w t.% .
H ow ever, the pure L iB HU suffers from a lot of shortages, since they featu re inferior
ics, therm odynam ics, and are irreversible under m oderate conditions. F ortunately,
m odifying