探索纳米镁碳复合储氢材料制备的研究

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1、分类号：TQ520.61密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文纳米镁碳复合储氢材料制备的研究王振华申请学位级别：硕士学位专业名称：化学工艺指导教师姓名：周仕学职称：教授山东科技大学二零零八年五月论文题目：纳米镁碳复合储氢材料制备的研究作者姓名：王振华入学时间：2005年9月专业名称：化学工艺研究方向：纳米材料应用技术指导教师：周仕学职称：教授论文提交日期：2008年5月论文答辩日期：2008年6月授予学位日期：RESEARCHONTHEPREPARATIONOFNANOMETERMAGNESIUM/CARBONCOMPOSITEHYDROGENSTORAGEMATERIA

2、LSADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFTECHNOLOGYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyWangZhenhuaSupervisor:ProfessorZhouShixueCollegeofChemicalandEnvironmentalEngineeringMay2008声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其

3、它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofTechnologyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute

4、.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要本文以纳米镁碳复合储氢材料为研究起点，分别添加活性金属镍和二氧化钛粉末，来改善其吸放氢性能。材料经透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAED），X射线衍射（XRD）、差式扫描量热分析仪（DSC）以及自行设计的排水法放氢装置等分析手段表征。文章着重研究了添加物对材料可磨性、粒度大小、储氢密度、吸放氢性能的影响，在此基础上探讨了纳米镁碳复合储氢材料的吸放氢机理。对镍粉不同添加量制备的纳米镁碳复合储氢材料60Mg30CxNi（x=0,1,4,7,10）进行分析表征得出：在镁粉、微晶碳粉中添加小粒径的镍粉进行氢化反应球磨，有

5、利于制备出粒径较小、放氢温度较低的纳米镁碳复合储氢材料；且材料的放氢温度随着镍粉添加量的增加而降低，其中材料60Mg30C10Ni的初始放氢温度为223.9℃；材料的放氢量也受镍粉添加量的影响，在低温下随着镍粉添加量的增加，放氢量呈递增趋势；在高温下随着镍粉添加量的增加而减少。向镁粉、微晶碳粉中添加纳米二氧化钛粉末进行氢化反应球磨，当二氧化钛添加量超过20wt.%时，球磨过程中材料容易粘附于罐底，不利于制备出粒径较小的材料；当添加量在0~20%范围内时，随添加量的增加，材料储氢密度相应的增加；当添加量在20~50%时，随着添加量的增加，材料储氢密度降低；其中以材料50Mg30C2

6、0TiO2的储氢密度最高可达3.94wt.%。对制备的材料进行机理分析得出，镍颗粒对于氢气的离解、吸附具有积极作用，从而提高了镁颗粒与氢气反应的速度及效率；二氧化钛在储氢材料中作用主要有催化离解氢气分子及物理吸附氢气分子。关键词：镁，微晶碳，反应球磨，镍，二氧化钛I山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractInthisdissertation,thepowderofnickel/titaniumdioxidewasaddedduringreactionmillingunderhydrogenatmosphere,inordertoimprovenanometerMg/Ccomp

7、ositehydrogenstoragematerials’(NMCCM)hydriding/dehydridingperformance.TheNMCCMwastestedbytransmissionelectronmicroscope(TEM),selectedareaelectrondiffraction(SAED),powderX-raydiffraction(XRD),differentialscanningcalorimeter(DSC)aswellasself-de