兩類無機儲氫材料的制備、表征及其儲氫性能研究.pdf

1、近年來，在高容量儲氫材料的研究開發(fā)中，氨硼烷(AB)化合物的浸漬納米填載技術(shù)已成為廣大材料工作者的研究熱點。與此同時，具有18電子結(jié)構(gòu)的Mg基過渡金屬氫化物也因其獨特的結(jié)構(gòu)備受人們的關(guān)注。本文綜述了高容量儲氫材料、介孔介質(zhì)負載氨硼烷儲氫材料以及具有18電子結(jié)構(gòu)的Mg基過渡金屬氫化物的研究進展。在此基礎(chǔ)上，開展了介孔材料MCM-41及A-MCM-41負載AB的研究、介孔NiO制備及其負載AB的研究和鎂基過渡金屬氫化物儲氫材料的制備及其表征

2、研究。主要工作內(nèi)容包括：
　　 (1)采用浸漬法，以四氫呋喃為溶劑，按照AB：MCM-41=1:2，1:1，2:1的比例制備負載材料AB/MCM-41，選用XRD、SAXRD、FTIR、氮氣等溫吸附、SEM、TEM等分析手段對負載材料進行表征。結(jié)果表明，AB：MCM-41=1:2的負載材料中的AB基本嵌入MCM-41中，呈現(xiàn)為了近程有序、遠程無序的無定形相態(tài)；使AB：MCM-41=1:2負載材料在TG/DSC和TPD/MS的儲氫

3、性能測試中，免去了四方相向無定形態(tài)的轉(zhuǎn)變，熱解放氫溫度降低了10℃，放氫過程中無氨氣，但有硼嗪產(chǎn)生。
　　 (2)采用浸漬法，以含有4％Al2O3和96%SiO2的A-MCM-41為主體，四氫呋喃為溶劑，按照AB：A-MCM-41=1:2，1:1，2:1的比例負載客體AB。XRD、SAXRD、FTIR、氮氣等溫吸附、SEM、TEM等分析手段用于表征負載材料AB/A-MCM-41。結(jié)果表明，AB：MCM-41=1:2的負載材料中的

4、AB完全嵌入A-MCM-41中，呈現(xiàn)為了近程有序、遠程無序的無定形相態(tài)；使AB：A-MCM-41=1:2負載材料在TG/DSC和TPD/MS儲氫測試中，免去了四方相向無定形態(tài)的轉(zhuǎn)變，熱解放氫溫度降低近10℃，放氫過程中無氨氣和硼嗪產(chǎn)生。
　　 (3)以水熱法合成NiO(1)：將蒸餾水：無水乙醇=1:1(體積比)的乙醇溶液75 ml，六水氯化鎳10 mmol，尿素100 mmol和十二烷基硫酸鈉0.5 g加入反應(yīng)釜中，磁力攪拌混合

5、后至110℃反應(yīng)15 h，再經(jīng)抽濾、水洗、醇洗，80℃烘干12 h，最后在電爐中以1℃/min的升溫速率焙燒至300℃保溫3h，制得黑色NiO(1)。產(chǎn)物與JCPDS No.65-6920相一致，為直徑分布在50-70 nm的實體近球形顆粒。將客體AB以AB：NiO(1)=1:1，1:2，1:4比例加載到NiO(1)中，以XRD、FTIR、SEM等表征負載材料AB/NiO(1)，并以TG/DSC和TPD/MS對負載材料AB：NiO(1)

6、=1:4的儲氫性能進行測試。結(jié)果表明，AB：NiO(1)=1:4負載材料的熱解放氫溫度與原料AB相差僅3.6℃，但放氫過程中無氨氣和硼嗪產(chǎn)生。
　　 (4)以均勻沉淀模板法合成NiO(2)：按照六水氯化鎳：十二烷基硫酸鈉：尿素：蒸餾水為20:40:600:1200的摩爾比混合，在40℃水域中攪拌0.5-1 h，隨后置入80℃烘箱均勻沉淀20h，再經(jīng)抽濾、水洗、醇洗，60℃烘干12 h，最后在電爐中以1℃/min的升溫速率焙燒至3

7、00℃并保溫3h，制得NiO(2)粉末與JCPDS No.65-2091相一致，為由薄片卷曲而成的球型顆粒。將客體AB以AB：NiO(2)=1:1，1:2，1:4比例加載到NiO(2)中，以XRD、FTIR、SEM等表征負載材料AB/NiO(2)，并以TG/DSC和TPD/MS對負載材料AB：NiO(2)=1:4的儲氫性能進行測試。結(jié)果表明，AB：NiO(2)=1:4負載材料的熱解放氫溫度與原料AB相差10.2℃，放氫過程中無氨氣和硼嗪

8、產(chǎn)生。
　　 (5)以回流非模板法合成NiO(3)：按照六水氯化鎳：六次甲基四胺：蒸餾水為20:200:350000的摩爾比混合，在140℃加熱回流2.5 h，再經(jīng)抽濾、水洗、醇洗，60-70℃烘干12 h，最后在電爐中以1℃/min的升溫速率焙燒至300℃并保溫3h，得到NiO(3)粉末與JCPDS No.89-7130相一致，為由薄片交織而成的網(wǎng)狀體。以AB：NiO(3)=1:1，1:2，1:4比例負載AB，以XRD、FTI

9、R、SEM等表征負載材料AB/NiO(3)，并以TG/DSC和TPD/MS對負載材料AB：NiO(3)=1:4的儲氫性能進行測試。結(jié)果表明，AB：NiO(3)=1:4負載材料的熱解放氫溫度與原料AB相差2.2℃，放氫過程中無氨氣和硼嗪產(chǎn)生。
　　 (6)采用反應(yīng)球磨法制備鎂基過渡金屬氫化物。以納米Fe：微米MgH2=1:3摩爾比混合并球磨55 h，制得與JCPDS No.38-843相一致的Mg2FeH6相，產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的F