LiAlH-,4--LiNH-,2-復(fù)合材料的儲(chǔ)氫特性研究.pdf

1、氫能是人類未來的理想能源載體，而儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。近年來，以NaAlH<,4>和LiAlH<,4>為代表的金屬配位氫化物和以(LiNH<,2>/LiH)為代表的金屬氮化物因其高的儲(chǔ)氫容量已成為國際上新型儲(chǔ)氫材料的研究熱點(diǎn)。為改善其儲(chǔ)氫性能，本文采用機(jī)械球磨法制備LiAlH<,4>/LiNH<,2>復(fù)合材料，并運(yùn)用熱重(TG)、差示掃描量熱法(DSC)和X射線衍射(XRD)等研究方法對(duì)球磨樣品結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果表明，LiAlH<,4>/LiNH<,2>復(fù)合材料在球磨過程中體系可放氫2,6wt.％以上，加熱至400℃體系總放氫量達(dá)到7wt.％。本文重點(diǎn)考查了球磨條件、復(fù)合物原料摩爾比、金屬單質(zhì)Ti、Fe、Zn及復(fù)合添加等對(duì)LiAlH<,4>/LiNH<,2>復(fù)合體系熱力學(xué)性能和動(dòng)力學(xué)性能的影響，并對(duì)體系反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討。結(jié)果如下： 一、球磨過程放氫量隨球磨時(shí)間增加而增加，球磨過程前3 h是球磨提供機(jī)械能誘發(fā)低溫化學(xué)反應(yīng)的過程，

3、而在3 h～30 h進(jìn)行的主要是改善顆粒分布均勻性及細(xì)化顆粒尺寸等的過程。球磨對(duì)加熱過程析氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響很大，球磨時(shí)間過長會(huì)惡化加熱放氫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)性能；球磨時(shí)間也在很大程度上影響分解反應(yīng)的熱效應(yīng)，DSC曲線熱效應(yīng)峰值溫度呈現(xiàn)隨球磨時(shí)間增加而減小的趨勢(shì)；球磨氣氛和球料比對(duì)LiAlH<,4>/LiNH<,2>復(fù)合物放氫性能也有較大影響； 二、添加Ti催化劑能提高球磨及加熱過程的放氫動(dòng)力學(xué)性能和放氫總量。且在很大程度上減小LiAl

4、H<,4>/LiNH<,2>復(fù)合體系在低溫區(qū)LiAlH<,4>分解反應(yīng)的分解溫度；添加Ti催化劑的有效催化成分是在球磨過程中生成的TiH<,1.971>；復(fù)合添加Ti，F(xiàn)e催化劑能強(qiáng)化前期放氫動(dòng)力學(xué)性能；TiF<,3>的催化效果優(yōu)于單質(zhì)Ti，F(xiàn)e及其復(fù)合物，表現(xiàn)在其動(dòng)力學(xué)性能和放氫總量上都較理想。TiF<,3>對(duì)LiAlH<,4>/LiNH<,2>復(fù)合體系的催化作用主要體現(xiàn)在低溫區(qū)LiAlH<,4>的分解反應(yīng)和高溫區(qū)LiNH<,2>和L