二維MXene衍生物對(duì)NaAlH4體系吸-放氫性能的影響.pdf

1、輕金屬配位鋁氫化物NaAlH4由于較高的儲(chǔ)氫量和較好的循環(huán)性能成為最具應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫材料之一，但其受熱力學(xué)吸/放氫動(dòng)力學(xué)性能差，操作溫度高等限制等問(wèn)題嚴(yán)重地限制其應(yīng)用。通過(guò)添加摻雜劑是改善NaAlH4的吸/放氫動(dòng)力學(xué)性能的最有效方法。鈦基二維過(guò)渡金屬碳化物晶體(MXene)衍生物(MXene-TiO2和TiO2-C)具有可調(diào)控的微觀形貌，成為改善NaAlH4儲(chǔ)氫性能的理想添加劑。本文中，通過(guò)醇熱方法制備了具有不同微觀形貌的MXene-T

2、iO2和TiO2-C，系統(tǒng)地研究了其摻雜NaAlH4體系的儲(chǔ)氫性能。
　　采用醇熱法合成了二維MXene-TiO2材料，分析了NaAlH4+xwt％MXene-TiO2(x=0，5，10，15)的儲(chǔ)氫性能，結(jié)果表明，隨著添加量的增加，體系的初始放氫溫度和放氫容量逐漸下降，其中添加10 wt％ MXene-TiO2的NaAlH4具有最佳的綜合儲(chǔ)氫性能，其在100℃時(shí)100m in的放氫容量可達(dá)3.25 wt％，140℃時(shí)在100m

3、in即可達(dá)到最大放氫容量4.89 wt％，同時(shí)其具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，5周內(nèi)的放氫曲線變化很小。10 wt％ MXene-TiO2的NaAlH4放氫性能明顯優(yōu)于添加MXene、A-TiO2、 R-TiO2、 Ti2O3、TiO、TiC的儲(chǔ)氫性能，這表明MXene-TiO2具有更好的催化效果，這主要是由于均勻分散的TiC和TiH2協(xié)同作用。
　　采用醇熱法制備了不同微觀形貌、相組成和相豐度的TiO2-C復(fù)合材料，測(cè)試了NaAlH4+

4、10 wt％ TiO2-C的吸放氫性能和循環(huán)性能。NaAlH4+10 wt％FS-A0.9R0.1TC表現(xiàn)出最佳的放氫性能。NaAlH4+10 wt％ TiO2-C的TPD表明，添加TiO2-C能明顯降低了NaAlH4第一、二步的初始放氫溫度和終止放氫溫度，添加劑的引入能有效促進(jìn)[AlH4]-和[AlH6]3-的分解。其在90℃時(shí)可放出3.1 wt％的氫氣，而且140℃時(shí)20 min內(nèi)可快速釋放的氫氣量達(dá)到4.6 wt％，250m in