Al-輕質(zhì)金屬絡(luò)合氫化物復(fù)合體系優(yōu)化設(shè)計(jì)、制備與產(chǎn)氫機(jī)理研究.pdf

1、本文在全面綜述制氫技術(shù)和鋁基復(fù)合制氫材料的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以Al-LiBH4體系為研究對(duì)象，采用機(jī)械球磨法制備了一系列鋁基復(fù)合制氫材料，采用排水取氣法研究了該鋁基復(fù)合材料的放氫性能。探討了不同球磨條件、摻雜劑等對(duì)材料放氫性能的影響。并運(yùn)用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征，進(jìn)而對(duì)復(fù)合材料與水反應(yīng)制氫的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)研究。
　　 本文制備了Al-LiBH4系列鋁基復(fù)合材料。該材料的產(chǎn)氫性能和XRD分析結(jié)果

2、表明，反應(yīng)溫度升高，有利于金屬鋁和LiBH4之間的相互促進(jìn)作用，提高材料的氫氣產(chǎn)量及產(chǎn)率。常溫下該復(fù)合材料與水反應(yīng)迅速，氫氣產(chǎn)量高。于30∶1球料比、球磨5h的Al-25wt％LiBH4制備的復(fù)合材料，30min內(nèi)每克材料可以產(chǎn)生720mL氫氣;當(dāng)反應(yīng)溫度升高至90℃時(shí)，同種材料在30min內(nèi)的氫氣產(chǎn)量高達(dá)2030mLH2/g，氫氣產(chǎn)率達(dá)95％;而在90℃反應(yīng)時(shí)Al-30wt％LiBH4材料的氫氣產(chǎn)量為2210mLH2/g，氫氣產(chǎn)率在9

3、6％以上。
　　 本文還在A1-LiBH4的基礎(chǔ)上添加添加劑(鈦粉(Ti)、鉍粉(Bi)、氫化鋰(LiH)、Li3AlH6、氫化鋁銼(LiAlH4)、氫化鈣(CaH2)、氯化鈉(NaCl)和無水氯化錫(SnCl2》改善復(fù)合材料的制氫性能。Al-LiBH4-Bi具有高氫氣產(chǎn)量，Al-15wt％LiBH4-5wt％Bi的氫氣產(chǎn)量達(dá)到了1310mL/g，但其最高產(chǎn)氫速率較低為1390mL/g·min;Al-LiBH4-LiH體系產(chǎn)氫速

4、率快，Al-5wt％LiBH4-5wt％LiH的氫氣產(chǎn)量為750mL/g，氫氣產(chǎn)率為47％，產(chǎn)氫速率很高為2135mL/g·min。同時(shí)在Al-LiBH4體系中加入Bi和LiH組成四元體系，Al-5wt％LiBH4-3wt％LiH-2wt％Bi的氫氣產(chǎn)量為1085mL/g，氫氣產(chǎn)率為70％，產(chǎn)氫速率為4340.3mL/g·min。Al-15wt％Li3AlH6復(fù)合材料的氫氣產(chǎn)量為1465mL/g，反應(yīng)的產(chǎn)氫率為94％，最大產(chǎn)氫速率為21

5、10mL/g·min。
　　 本文以Al-5wt％LiBH4為研究對(duì)象，采用Bi部分取代Al制備了Al-5wt％LiBH4-Bi三元體系。并且討論了球磨時(shí)間、球料比、球磨速度分別對(duì)Al-5wt％LiBH4-3wt％Bi復(fù)合材料的產(chǎn)氫性能的影響。結(jié)果表明，球料比為30∶1、球磨速度為500r/min球磨3.5h的復(fù)合材料的氫氣產(chǎn)量最高為1480mL/g，最大產(chǎn)氫速率較低為975mLH2/g·min。若降低球料比(20∶1)、球磨速