碳基过渡金属复合材料制备及其催化LiAlH 4 放氢性能研究

发布时间：2022-11-05 07:52

　　由于LiAlH₄储氢含量高达10.6 wt%,被认为是一种最具应用前景的固态储氢材料。但其放氢温度较高,动力学性能较差和可逆性不佳等缺点制约了其实际应用。研究发现,通过掺杂可以有效地改善LiAlH₄的放氢性能。为了系统探究掺杂对LiAlH₄放氢性能的影响,本文制备了一系列碳负载过渡金属材料,并掺杂至LiAlH₄中,通过对其储氢性能研究,得出以下结论:（1）通过水热合成法制备了碳材料负载纳米金属Ni（Ni/C）,利用机械球磨的方法将其与LiAlH₄进行混合。脱氢实验结果发现添加5 wt%Ni/C的样品在47℃开始放氢,300℃时放氢量达到7.0 wt%。等温脱附实验表明,该体系在150℃下,1 h内放氢4.5 wt%,且前两步反应放氢活化能分别为60.44 kJ/mol和90.54 kJ/mol,有效地改善了LiAlH₄的动力学性能。（2）采用水热合成法制备了碳材料负载纳米金属Ni、Co（NiCo/C）,采用机械球磨将NiCo/C掺杂至LiAlH_4... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    § 1.1 氢能的研究背景
    § 1.2 氢气的存储
        § 1.2.1 气态储氢
        § 1.2.2 液态储氢
        § 1.2.3 固态储氢
    § 1.3 固态储氢材料的研究概况
        § 1.3.1 物理吸附储氢材料
        § 1.3.2 合金储氢材料
        § 1.3.3 金属配位氢化物储氢材料
    § 1.4 LiAlH_4储氢材料的研究进展
        § 1.4.1 LiAlH_4的物化性质及其吸/放氢特性
        § 1.4.2 LiAlH_4放氢性能的调制
    § 1.5 本文的研究内容及意义
第二章 实验方法
    § 2.1 实验试剂和材料
    § 2.2 样品制备及使用仪器
    § 2.3 样品形貌及其结构表征
        § 2.3.1 X射线衍射（XRD）
        § 2.3.2 扫描电镜（SEM）
        § 2.3.3 X射线光电子能谱（XPS）
        § 2.3.4 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
    § 2.4 样品放氢性能测试
        § 2.4.1 压力-成分-温度（PCT）放氢测试
        § 2.4.2 差示扫描量热（DSC）测试
第三章 Ni/C的制备及其对LiAlH_4放氢性能的影响
    § 3.1 引言
    § 3.2 实验部分
        § 3.2.1 Ni/C的制备
        § 3.2.2 LiAlH_4-Ni/C的制备
    § 3.3 Ni/C的形貌和结构表征
    § 3.4 LiAlH_4-Ni/C的结构表征
    § 3.5 LiAlH_4-Ni/C的放氢性能研究
    § 3.6 本章小结
第四章 NiCo/C的制备及其对LiAlH_4放氢性能的影响
    § 4.1 引言
    § 4.2 实验部分
        § 4.2.1 NiCo/C的制备
        § 4.2.2 LiAlH_4-Ni Co/C的制备
    § 4.3 NiCo/C的形貌和结构表征
    § 4.4 LiAlH_4-NiCo/C的结构表征
    § 4.5 LiAlH_4-NiCo/C的放氢性能研究
    § 4.6 本章小结
第五章 NiFe_2O_4/MWCNTs对LiAlH_4放氢性能的影响
    § 5.1 引言
    § 5.2 实验部分
        § 5.2.1 NiFe_2O_4/MWCNTs的制备
        § 5.2.2 LiAlH_4-NiFe_2O_4/MWCNTs的制备
    § 5.3 NiFe_2O_4/MWCNTs的结构表征
    § 5.4 LiAlH_4-NiFe_2O_4/MWCNTs的形貌与结构表征
    § 5.5 LiAlH_4-NiFe_2O_4/MWCNTs的放氢性能研究
    § 5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
研究生阶段主要研究成果



本文编号：3702200