新型limgnh复合储氢材料的制备、结构及储氢性能

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1、浙江大学硕上学位论文摘要本文在全面综述国内外新型轻金属氮氢化物储氢材料研究进展的基础上，确定以Li．Mg-N．H二元轻金属氮氢化物储氢材料作为研究对象，采用Xlm、SEM、TPD、FTIR以及气态吸放氢性能测试等多种分析测试方法，分别对LiNH2．MgH2(1：1)体系的储氢性能及反应机理进行了系统的研究，对Mg(NH2)2／2LiNH2固相反应合成的Li2MgN2H2性能及结构进行了表征，对Li2MgN2H2高能机械球磨后的动力学性能变化进行了深入的研究分析，对Li2MgN2H2材料加入联苯胺后性能

2、的改善进行了详细研究，以期揭示Li．Mg-N．H二元轻金属氮氢化物储氢材料体系中的物质结构变化规律，及其与颗粒度、添加剂等其他因素之间的相互关系，从而开发出一种性能优良的新型储氢材料。对LiNH2一MgH2(1：1)体系球磨及加热过程中的放氢性能及结构研究表明，12h球磨LiNH2与MgH2间发生NH2基团的交换，产生Mg(NH2)2和LiH；12—36h球磨过程中，Mg(NH2)2与MgH2相互作用，生成MgNH的同时放出1摩尔的H原子。36h球磨后LiNH2．MgH2(1：1)样品加热放氢过程为两

3、步反应，首先生成Li2MgN2H2同时放出2个H原子，接着生成M93N2放出1个H原子。当混和体系球磨并加热至3900C放氢完全后，共计3摩尔H原子(6．1叭．％)放出，最终得到M93N2、Li2MgN2H2及LiH。热力学分析表明，放氢过程为吸热反应，整体反应过程的热量变化为45．91(J／m01．H2。在100atm、2100C条件下，样品可以可逆吸放1个H原子，吸氢反应主要由Li2MgN2H2引起，高压下吸氢的最终产物包括M93N2、LiH及Mg州H2)2。由vaIl’tHofr方程计算得到可逆

4、吸氢过程的焓变为39．1l(J／m01．H2。随后，我们通过300。C烧结1：2摩尔比的Mg(NH2)2及LiNH2合成了Li2MgN2H2，并对其吸放氢性能进行了研究。结果表明，在2100C条件下，合成的Li2MgN2H2能够吸收5．0州．％的氢，生成Mg(NH2)2及LiH，在随后放氢过程中5．0叭．％的氢气完全放出并生成正交晶型的Li2MgN2H2。对手工研磨、3h和36h球磨后Li2MgN2H2样品的性能研究表明，球磨明显改善了体系的吸氢性能，吸氢起始温度由1800C降低至800C，同时球磨显

5、著改善了体系的放氢动力学性能，160。C放氢半反应时间由手磨的210分钟减少至浙江夏辇湎≯蘑“赢双114]N；L。RosiiJ．Eckert。M，Eddaoudi=D：囊；Vodak；J；Kim；MiO：KeeffeiO。MjYaghijHydrogenstorageinmicroporousmetal。organicframeworks；Science至耄耄l毫t孝曼ll薹迤滏蓄}1127—1129=；15]B，Bogdanovic；M=Schwickardi，Ti～dopedalkalimetal

6、aluminiumhydridesaspotentialnovelreversiblehydrogenstoragematerials；J。AlloysCompd。253-254；1997)1-9；116]B；Bogdanovic。R。A。Brand；A。Marjanovic。M，SchwickardijJ．Tolle；Metal—dopedsodiumaluminiumhydridesaspotentialnewhydrogenstoragematerials；J：AlloysCompd。302li

7、囊囊!12000i翼冀季擘奏。l1釜；霎i蓁÷Dymova,N一篓Eliseeva,S．I。Bakum!霎篓，Dergachev,Dok。Akad，NaukUSSR21511974)1369；18]J：LuiZj蓁。Fang。DehydrogenationofaCombinedLiAlH4／LiNH2System；J．Phys；Chem=Bi；雷壹l蓁墓墓誉i鎏曩巷霎譬；20834．i19i錾；Kojima；M：Matsumotoi量iKawai：T，Haga；N=OhbaiK，Miwa=S．Towa

8、ta；基Nakamo≤iSOrimoiHydrogenAbsorptionandDesorptionbytheLi—A1一N—H浙江大学硕1学位论文ThenLi2MgN2H2waspreparedbysinteringtheMg(NH2)2+2LiNH2mixture．Resutsshowedthat5．0wt．％ofhydrogenwasabsorbedbythepristinesampleat210。Candwascompletelydesorbed