Mg-Al合金纳米化制备以及石墨烯负载金属氧化物对其的改性研究

发布时间：2018-04-18 18:28

  本文选题：机械合金化 + 储氢性能　； 参考：《广西大学》2016年硕士论文

【摘要】：本文采用不同热处理和机械合金化工艺技术相结合的方式制备Mg-Al合金,并研究了热处理工艺、球磨时间、催化掺杂等对Mg-Al合金相结构、晶粒尺寸、储氢性能的影响。首先,采用退火和液氮淬火两种不同的热处理工艺,并研究了机械球磨时间对于制备Mg2Al3合金纳米化及其储氢性能的影响。研究发现,机械球磨至100h之后,两个样品的颗粒大小已达至200-500nm,继续增加球磨时间也并没有明显减小样品的颗粒度,此时退火和液氮淬火的工艺对于改善样品颗粒尺寸并没有明显区别。退火处理的样品在球磨160h即为最佳球磨时间,此时其最大可逆储氢量为2.75wt%,动力学性能也最佳,此时其热力学性能也最佳,脱氢焓低至66.1 KJ.mol-1.H2,低于普通MgH2粉末的脱氢反应焓。球磨时间的增长有可能会降低样品的动力学性能。其次,为了研究新型催化剂的添加对Mg-Al合金的储氢性能的影响,采用了水热法制备出新型催化剂材料-Gp/Y2O3,并研究了不同含量的xwt%Gp/Y2O3(Owt%,2wt%,5wt%,8wt%)对 Mg85Al15 合金(正庚烷中湿磨100h后)表面形貌以及储氢性能的影响。研究发现,在湿磨100h后继续进行液氮环境机械球磨15h可以再次降低样品的颗粒尺寸,达至800nm以下。随着Gp/Y203添加量的增加可有效提高样品的动力学性能,添加量为x=5时样品的动力学性能达至最佳状态,但当添加量为8wt%时样品的吸放氢性能反而下降。通过Kissinger方程计算合金样品的激活能发现,x=0时样品的脱氢激活能为162.58KJ/mol,当添加量为x=5时,样品的激活能可降至 145.89 KJ/mol。最后,为了能够进一步改善Mg-Al合金的热力学性能和动力学性能,特通过溶剂热法制备出新型石墨烯负载型催化剂-Gp/V203,并研究了不同含量的 xwt%Gp/V2O3(0wt%,2 wt%,5 wt%,8 wt%)对 Mg85Al15 合金(正庚烷中湿磨100h后)表面形貌以及储氢性能的影响。研究发现Gp/V203的添加极大改善了 Mg85Al15合金的热力学性能,在温度为225℃时添加了Gp/V203的样品可实现完全可逆吸放氢过程,而纯Mg85Al15样品则需在325℃才能实现完全可逆吸放氢反应。此外,由动力学曲线可知x=0时样品的脱氢速率最慢,说明添加Gp/V203亦能提高Mg85Al15合金的动力学性能。通过Kissinger方程计算发现x=0,2,5,8样品的激活能分别为173.18KJ/mol、139.68KJ/mol、80.80KJ/mol、75.73 KJ/mol,样品的激活能随着 Gp/V203 添加量的增加而逐渐减小,当添加量为x=8时即可达到最低脱氢激活能。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22

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本文编号：1769533