过渡金属ti与clt2gthlt4gt合成金属有机配合物及其储氢性能研究

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1、硕士学位论文摘要从目前国内外储氢材料的发展状况来看，美国国家标准和技术局的伽lerYildirim博士领导研究小组，通过计算发现的钛和乙烯小型碳氢化合物能够形成稳定的配位结构，这种复合材料能吸收相当于其重量14％的氢的高理论储氢量。其具有释放氢时热效应小和放氢动力学性能比较好的特点，作为新型储氢材料概念的提出，引起国际上的普遍关注。随后弗吉尼亚大学BellaveShivar锄教授实验室做博士后的亚当·菲利浦，用一束激光将钛在乙烯气体中蒸发，所形成的复合材料在基底上形成一层薄膜。然后，他在室温下将氢加入

2、到这种合金中，发现合金的重量增加了14％，通过实验证实了这一理论。但其合成工艺复杂，不易大批量生产。若能探索解决乙烯．钛简单的的合成工艺和乙烯钛的放氢化问题，则有可能使资源丰富和成本低的乙烯钛化合物储氢材料率先实际应用与燃料电池驱动的车载移动氢源上。本研究以Ti和C2H4为原料，探索新的乙烯钛化合物的合成方法和途径，首先采用磁控溅射和金属蒸汽法对钛与乙烯作了尝试性的合成。随后通过引入机械力化学方法，即对某种材料反应体系引入机械能量对钛与乙烯进行合成，合成是在乙烯气氛下，机械球磨合成C2H4一Ti。采用

3、xRD、TG．DSc、sEM、MS、等方法系统地研究了乙烯与钛的合成方法，合成球磨参数。并对球磨合成C2H4一Ti的放氢性能进行测试。由机械球磨乙烯与钛，研究了合金电极材料与乙烯球磨的有机包覆。基于以上工作得到如下研究结果：采用磁控溅射和金属蒸汽法，由于合成条件苛刻，合成难以进行。采用机械球磨气．固反应合成C2H4一Ti，合成体系简单便利。在球磨时间为24小时后，观察在球磨罐中还残留部分多余乙烯钛块状体，表明反应不完全均匀。随着球磨时间的增加，反应物粘接厉害，在球磨24小时试样的图谱中可见，基本以聚乙

4、烯相存在，表明反应有聚乙烯产生，乙烯聚合包覆于钛粉颗粒表面。随球磨时间的增加，钛与乙烯结合后，包覆于表面的聚合物又脱落。用四氢呋喃清洗表面聚合物，清洗后的产物热分析，仍有失重。则乙烯与钛粉颗粒球磨时，钛粉颗粒在破碎时，小颗粒与乙烯杂化团聚一起，乙烯钛团聚颗粒表面在与乙烯化合。在乙烯钛放氢热重和质谱图中，室温～400℃区间的分解产物中主要组成为氢气，当加热温度升高时其他气体量增加。乙烯与含Ti的储氢合金反应形成一层包覆膜，其中钛粉颗粒表面与乙烯聚合物层之间的界面似乎为乙烯分子与Ti的储氢合金颗粒表面原子

5、的化学吸附结合，这意味着其界面具有较强的结合力。外包覆层的聚乙烯膜具较好的耐无机碱(KOH)的腐蚀，这一现象是否对一些高放电容量但易受碱性水溶液腐蚀的储氢合金电极材料具有改善电极循环寿命的作用随后在LaNi4．6Mno．5合金通入乙烯球磨，测试其包覆效果。关键词：C2H4一Ti合成；机械球磨；气．固化学反应；热分析；放氢性能；电化学性能过渡会属Ti与C2H4合成金属有机配合物及其储氢性能研究AbstractObservedf如mtllecurrentstatedevelopmentoft11eHydr

6、ogenstoragematerials，Hydrogenstoragematerialsatintemalandabroad仔omthecu玎entstateofdeVelopment，tlleUnitedStatesNationalInstituteofStandardsandTechnologyledbyDr．TaIlerYildirimoftheresearChte锄fouIldthrou曲mecalculationofTi觚dC2H4smallhydrocarbonstofomastable

7、Coordinates缸ucture，thecompositematerialcanabso印tionequiValenttol4％oftlleweightofthehightheoreticalhydrogenstoragec印aci锣．Hydrogenwitlltllereleaseofitsthemalef．fectswhenthehydrogenreleasel(ineticsofsmall甜ldrelatiVelygoodperfo珊ancecharacteristics，aSanewcon

8、ceptofhydrogenStomgematerialshasarousedintemationalattention．FollowedbytheUniversi够ofVi唱iIliaProfessorBellaVeSlliVarampostdoctorallaborato巧·AdamPllillips，abunchoflasertotitaIliumwithethylenegaSi11theeVaporation，thefomationofcompo