镁基硼氢化物储氢材料的性能调控及其机理研究
发布时间：2023-03-25 07:20
氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,开发安全、高效和经济的固态储氢技术是实现氢能实用化的关键。Mg(BH4)2因具有高的理论储氢密度(14.9 wt%)而受到广泛关注,但由于存在热力学性能过于稳定、放氢动力学差等缺陷,制约了其实际应用。本文通过添加剂掺杂、限域高容量衍生物、多相复合等手段,实现了对Mg(BH4)2基储氢材料吸放氢热力学和动力学的调控,并揭示了相应的改性作用机理。首先,使用高浓度HF溶液腐蚀的方法,成功制备了典型的类手风琴状的Ti3C2MXene材料,通过球磨法和湿化学法将其引入Mg(BH4)2储氢体系。系统研究了Ti3C2MXene作为添加剂对Mg(BH4)2的影响。结果表明,催化改性后体系的初始放氢温度为82℃,并且在260℃时可以释放7.5 wt%的氢气,均比同等条件下的Mg(BH4)<...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 常见储氢材料分类及简介
1.2.1 物理吸附储氢材料
1.2.2 液态氢载体
1.2.3 金属氢化物
1.2.4 轻金属配位氢化物
1.3 Mg(BH4)2基储氢材料的研究现状
1.3.1 Mg(BH4)2的晶体结构及合成方法
1.3.2 Mg(BH4)2基储氢材料的改性
1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 引言
2.2 实验设备及原材料
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验原材料
2.3 样品制备
2.3.1 球磨法
2.3.2 湿化学法
2.4 样品微观结构分析
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.5 样品的储氢性能表征
2.5.1 放氢动力学性能测试
2.5.2 储氢性能测试
2.5.3 差示扫描量热分析(DSC)
2.5.4 质谱分析(MS)
第3章 二维Ti3C2 MXene对硼氢化镁储氢材料的微观结构及性能的影响
3.1 引言
3.2 样品制备
3.2.1 球磨法获得Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料
3.2.2 湿化学法获得Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 材料
3.3 结果与讨论
3.3.1 Ti3C2 MXene和 Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料的结构与表征
3.3.2 Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料的放氢性能
3.3.3 Mg(BH4)2-40 wt%Ti3C2 复合材料的脱氢机理
3.3.4 Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 限域材料的结构与表征
3.3.5 Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 限域材料的热解放氢性能
3.4 本章小结
第4章 NdF3对硼氢化镁复合储氢材料的微观结构及性能的影响
4.1 引言
4.2 样品制备
4.2.1 合成Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料
4.2.2 合成Mg(BH4)2-NaBH4-NdF3 复合材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的结构与表征
4.3.2 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的放氢性能
4.3.3 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的可逆储氢性能
4.3.4 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的结构与表征
4.3.5 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的放氢性能
4.3.6 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的可逆储氢性能
4.3.7 Mg(BH4)2-NaBH4-0.4NdF3 复合材料的脱氢机理
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3770805
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 常见储氢材料分类及简介
1.2.1 物理吸附储氢材料
1.2.2 液态氢载体
1.2.3 金属氢化物
1.2.4 轻金属配位氢化物
1.3 Mg(BH4)2基储氢材料的研究现状
1.3.1 Mg(BH4)2的晶体结构及合成方法
1.3.2 Mg(BH4)2基储氢材料的改性
1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 引言
2.2 实验设备及原材料
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验原材料
2.3 样品制备
2.3.1 球磨法
2.3.2 湿化学法
2.4 样品微观结构分析
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.5 样品的储氢性能表征
2.5.1 放氢动力学性能测试
2.5.2 储氢性能测试
2.5.3 差示扫描量热分析(DSC)
2.5.4 质谱分析(MS)
第3章 二维Ti3C2 MXene对硼氢化镁储氢材料的微观结构及性能的影响
3.1 引言
3.2 样品制备
3.2.1 球磨法获得Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料
3.2.2 湿化学法获得Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 材料
3.3 结果与讨论
3.3.1 Ti3C2 MXene和 Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料的结构与表征
3.3.2 Mg(BH4)2-x Ti3C2 复合材料的放氢性能
3.3.3 Mg(BH4)2-40 wt%Ti3C2 复合材料的脱氢机理
3.3.4 Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 限域材料的结构与表征
3.3.5 Mg(BH4)2·6NH3@Ti3C2 限域材料的热解放氢性能
3.4 本章小结
第4章 NdF3对硼氢化镁复合储氢材料的微观结构及性能的影响
4.1 引言
4.2 样品制备
4.2.1 合成Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料
4.2.2 合成Mg(BH4)2-NaBH4-NdF3 复合材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的结构与表征
4.3.2 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的放氢性能
4.3.3 Mg(BH4)2-NaBH4 复合材料的可逆储氢性能
4.3.4 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的结构与表征
4.3.5 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的放氢性能
4.3.6 Mg(BH4)2-NaBH4-x NdF3 复合材料的可逆储氢性能
4.3.7 Mg(BH4)2-NaBH4-0.4NdF3 复合材料的脱氢机理
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3770805
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