一、MgH_2-Ti/Cr(AMORPHOUS)COMPOSITE FOR HYDROGEN STORAGE(论文文献综述)
张松[1](2021)在《金属氢化物还原碳酸盐甲烷化性能及机理研究》文中进行了进一步梳理自工业革命以来,全球经济的发展主要依赖于化石燃料的燃烧,这会向大气中释放出大量的二氧化碳,对气候和环境造成不利影响。从环境和经济的角度来看,将二氧化碳捕获和储存以及将其转化为有价值的产品一种很有前景的方法。甲烷作为天然气的主要成分,具有燃烧值高、燃烧后污染少等优点。碳酸盐作为CO2的固态形式,其储量丰富,容易运输,易于处理。金属氢化物作为优良的固态储氢材料,比氢气具有更高的还原性,更容易运输。我们采用金属氢化物,通过热化学法还原碳酸盐成功地制备了氢气、甲烷燃料,在此基础上通过储氢金属诱导金属碳酸盐加氢制备甲烷来降低反应成本,在上两章的基础上研究了储氢金属和金属氧化物诱导CO2加氢反应并且探究了循环反应的甲烷化性能。1.首次研究了金属氢化物热化学还原金属碳酸盐的反应,我们成功地制备了高产率和高选择性的无COxH2-CH4混合燃料。对于金属碳酸盐-金属氢化物体系,其体积能量密度可达12055.4 kJ/mol,CH4产率可达84.5%,选择性接近100%,CH4含量的可调控范围是8.6%~88.1%。结果表明,反应物的性质、加热时间和温度以及反应混合物的组成对甲烷产率和含量有显着影响。这些结果表明,热处理金属碳酸盐和金属氢化物是一种很有前途的原位制备H2-CH4混合燃料和利用CO2的方法。2.在上一章的结果基础上,我们研究了储氢金属诱导金属碳酸盐加氢反应。Ca-CaCO3-H2体系在500℃,充入1.6MPa氢气,反应48h后甲烷作为唯一的碳氢化合物,产率可达到91.36%。加热温度、加热时间、反应物比例以及氢气压力对于气态产物有显着影响。这部分研究为碳酸盐甲烷化提供了新思路,同时也提供了一种简便,成本低廉的生产甲烷的方法。3.最后,我们研究了储氢金属和金属氧化物诱导CO2加氢反应。结果表明,Li-Li2O/Li2O@C和Ca-CaO/CaO@C都可以成功地诱导CO2转换为甲烷,Ca-CaO诱导CO2加氢甲烷化的效果优良,产率可达到78.6%,选择性为100%,循环反应制备甲烷的稳定性较好。本章通过金属氢化物和金属碳酸盐为桥梁来制备甲烷,进一步降低了反应的成本,同时为CO2甲烷化提供了新思路。
周彩勤[2](2020)在《Pr3Al11对Mg基储氢材料晶粒长大行为的影响》文中研究说明本文在综述了Mg基储氢材料的发展及研究现状的基础上,通过机械球磨法制备纳米级Mg基复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、Rietveld全谱拟合以及气态P-C-T储氢测试等手段系统地研究了Pr3Al11纳米颗粒对纳米级Mg基储氢材料晶粒长大行为的影响。相关研究内容与结果如下:(1)为了探究Pr3Al11纳米颗粒对Mg纳米晶等温晶粒长大动力学的影响,本文对Mg-Pr3Al11复合材料和纯Mg样品的晶粒长大特性进行了对比研究。研究发现Mg-Pr3Al11复合材料和纯Mg样品中Mg的晶粒长大指数分别为n=5和n=4;同时,Mg-Pr3Al11复合材料中Mg的晶粒长大激活能为118.8 k J/mol,高于纯Mg纳米晶中的97.1 k J/mol。研究结果表明,Mg-Pr3Al11复合材料中晶粒长大指数的升高和激活能的增加主要归因于Pr3Al11纳米颗粒对Mg晶界的钉扎作用。(2)同样地,为了阐明MgH2晶粒的长大特性,我们对比研究了纯MgH2和MgH2-10wt%Pr3Al11样品中MgH2纳米晶的生长特性。纯MgH2和MgH2-10 wt%Pr3Al11样品中MgH2纳米晶的晶粒长大指数分别为n=5和n=6;其晶粒长大激活能分别为109.2k J/mol和144.2 k J/mol。MgH2-10 wt%Pr3Al11复合材料中晶粒长大指数的增加和晶粒长大激活能的提高,归因于纳米Pr3Al11颗粒对MgH2晶粒长大的抑制作用。(3)在MgH2放氢过程中,Mg晶粒会快速长大从而导致储氢性能下降。因此,本文探讨了Mg晶粒在放氢过程中的长大机制及Pr3Al11对Mg晶粒长大行为的影响。结果表明,MgH2向Mg的转变是由界面控制的形核长大机制实现的。Mg在MgH2颗粒表面瞬间形核后,其晶粒长大分为一维、二维和一维三个阶段。在第二阶段,Mg晶粒的长大速度比其他阶段都要快。同时,Pr3Al11的存在降低了放氢后Mg晶粒的平均尺寸。
邹洪涛[3](2020)在《水合肼制氢用镍铁纳米催化剂的合成及其性能研究》文中研究表明氢能被誉为未来最具发展前景的理想能源载体,其具有能量密度高、环境友好等优点,但氢气的安全存储和运输仍然是氢能大规模应用的瓶颈。因此,迫切需要寻找一种安全稳定的化学储氢材料,以在温和的条件下便捷地储存及释放氢气。水合肼(N2H4·H2O),由于具有含氢量高(8.0 wt%)、毒性低、性质稳定且易于运输等特点,被视为是一种理想的液相化学储氢材料。在合适的催化剂作用下,N2H4·H2O完全分解的产物只有氢气和氮气,没有其它固态副产物。因而N2H4·H2O制氢受到了研究者的广泛关注。到目前为止,镍基贵金属催化剂被广泛用于N2H4·H2O的脱氢反应,但是贵金属存在资源稀缺、价格昂贵等问题,不利于它们的实际应用。而非贵金属催化剂普遍存在催化活性较低,且H2选择性仍有待进一步提高等问题。因此,本论文的关键和挑战在于发展高活性、高选择性和高稳定性的非贵金属催化剂以实现N2H4·H2O的完全脱氢。论文的研究内容主要包括以下两个方面:(1)我们在无表面活性剂或载体的条件下,通过一步共还原法快速合成了一系列由稀土氢氧化物掺杂的NiFe-La(OH)3纳米复合催化剂。研究表明,La(OH)3的引入,有效降低了NiFe纳米粒子的粒子尺寸和结晶度。在343 K碱性条件下,所合成的Ni0.88Fe0.12-La(OH)3纳米催化剂具有出色的催化活性、100%的H2选择性以及良好的循环稳定性。其优异的性能可以归因于NiFe纳米粒子与La(OH)3之间的协同电子效应,以及由于添加La(OH)3而形成的超细和低结晶度的NiFe纳米粒子。此外,动力学研究表明,相对于催化剂和初始N2H4浓度,分解反应分别是一级反应和零级反应。(2)为进一步稳定NiFe纳米粒子,并提高非贵金属催化剂的活性,我们设计合成了纳米CeZrO2固溶体并用作载体,然后,采用浸渍-还原法在不添加表面活性剂的情况下将NiFe纳米粒子负载在CeZrO2固溶体上(表示为NiFe/CeZrO2)。研究发现,纳米CeZrO2固溶体不仅可以防止NiFe纳米粒子的聚集,还能有效改善金属纳米粒子的电子结构,从而提高催化剂的催化活性。在343 K碱性条件下,所制备的Ni0.8Fe0.2/Ce0.9Zr0.1O2催化剂催化N2H4·H2O分解制氢的H2选择性达到100%,周转频率(TOF)值为119.2 h-1,其活性优于大多数已报道的非贵金属催化剂。此外,该催化剂也具有良好的循环稳定性,在连续反应5次后,仍具有100%的H2选择性。
平超[4](2020)在《CO2还原法制备CaO基复合材料及其CO2吸附性能研究》文中研究指明由于化石燃料的大量使用,作为主要温室气体的二氧化碳(CO2)浓度一直在增加。一方面二氧化碳的过量排放加剧了温室效应,但是另一方面作为一种C1来源在有机合成中很具有吸引力。如果能够将其进行分离利用,不但能够降低温室效应,而且还可以作为原料合成其它化合物并用于生活及工业生产中。在各类二氧化碳吸附剂中,氧化钙因为具有材料来源广泛,理论吸附量高,可循环使用等优点,受到广泛关注。但是由于高温所导致的烧结会造成吸附量和循环稳定性的下降,所以需要通过提高吸附量以及抗烧结能力对CaO基吸附剂进行改善。如果通过二氧化碳与碱土金属氢化物或金属单质发生还原反应,能够将二氧化碳还原成清洁能源燃料(CH4与H2)或者其它产物(例如无定形碳),并得到相应的氧化物。这样既能实现对CO2的利用,又能够得到用于二氧化碳吸附的固体吸附剂。本文主要内容是利用CO2还原法制备CaO基复合材料及其CO2吸附性能的研究,具体研究内容如下:1.首先在室温下利用CO2与CaH2的机械化学反应制备CaO@C复合材料。通过吸附测试发现CaO@C复合材料是一种高性能且耐烧结的CaO基吸附剂,在650℃碳酸化吸附2h的条件下,CaO@C复合材料的二氧化碳吸附量为42 wt%,分别比未处理和球磨的CaO高255%和23%,并且气体产物中CO2转化成CH4的产率为27.3%。30次循环后,CaO@C复合材料的活性损失为46%,明显低于球磨过的CaO(60%)。CaO@C吸附剂中CaO和C的均匀混合实现了高吸附量,低起始吸附温度,快速吸附速率和良好的循环稳定性。2.在上一章实验的基础上,我们用1:1、1:2、1:4和1:8 mol/mol的MgH2/CaH2混合物与CO2进行机械化学反应,从而实现CO2选择性甲烷化的同时制备出高性能的CaO基吸附剂。在这些反应中,CO2被完全转化,CH4是气相中唯一的烃类产物。甲烷化选择性接近100%,CH4的产率达到30%。此外,由MgO,CaO和C组成的固体产物是新型的,高性能的CaO基吸附剂。在不同比例的吸附剂中,MgO/4CaO/C吸附剂显示出59.3 wt%的高初始吸附量,在30次循环后的平均活性损失仅为1.6%。3.考虑到金属氢化物较高的成本,为了降低成本并制备性能有所改善的CaO基吸附剂,结合实际条件选择用更为便宜的单质Ca和Mg为合成原料,利用加热法与CO2进行还原反应,并对制备的CaO/C和MgO/4CaO/C样品进行吸附性能测试。虽然CaO/C在第二次吸附出现自激活现象,但是其最高吸附量仅达到12wt%,在30次循环后仅能吸附2.3 wt%,总失活率高达80%。MgO/4CaO/C的吸附性能在第一次吸附时达到最高的24.8 wt%,然后在接下来的循环中逐渐降低,到第8次循环时性能基本趋于稳定,在30次循环后吸附量仍能保持在12 wt%,总失活率为51%。在本章中使用加热法还原二氧化碳并制备CaO基吸附剂,能够将CO2还原成无定形碳实现对CO2的再次利用,也在一定程度上降低了成本,虽然性能改善方面存在局限性,但是也能为加热法制备CaO基吸附剂提供参考。
王永清[5](2020)在《镁基纳米复合材料的制备、改性及其储氢性能研究》文中认为镁基储氢材料具有质量轻、储量大、价格低和储氢密度大等特点,在储氢领域具有较大的优势,然而吸放氢过程中较差的动力学和热力学性能制约了镁基储氢材料的发展。为了改善镁基材料储氢性能,本课题采用液相沉积还原法、水热/溶剂热法、热处理还原法、高能机械球磨等多种制备手段,设计制备了以多种纳米过渡金属(Ni、Co、Cu、Pd、Nb、Zn)和大比表面积材料(MOFs、多孔碳、石墨烯、碳纳米管、乙炔黑)复合的镁基纳米复合储氢材料。采用SEM、TEM、EDS、XRD、XPS、BET、DSC、PCT等测试手段分别对样品的形貌结构、物相变化、吸放氢温度、动力学、热力学和循环性能进行表征,系统地研究微观结构、催化掺杂以及制备工艺对镁基材料储氢性能的影响。首先,采用沉积还原法制备了Mg/MOFs(MOFs=ZIF-8、ZIF-67、MOF-74)纳米复合物。研究发现Mg/ZIF-67的吸放氢动力学性能明显优于Mg/ZIF-8和Mg/MOF-74,Mg/ZIF-67吸放氢过程中形成的Co Mg2相可显着催化提高Mg的储氢动力学和热力学性能,对应MgH2相的脱氢表观活化能值由纯MgH2的204.9 k J/mol H2降至161.7 k J/mol H2。得益于Mg/ZIF-67稳定存在的核壳结构,阻碍了循环吸放氢过程中镁纳米颗粒团聚,经过100次的吸放氢循环后储氢容量几乎没有衰减,显示出了良好的储氢性能。在此基础上,采用一步还原法制备了添加过渡金属的MgTM/ZIF-67(TM=Ni、Cu、Pd、Nb)纳米复合物。其中,复合Ni和Nb的样品分别具有最低的氢化和脱氢温度以及最快的氢化和脱氢速率,氢化/脱氢1 wt.%对应温度分别为80/247℃,比同样方法制备的Mg/ZIF-67低82℃和42℃。进一步对MgNb/ZIF-67研究发现,其主要储氢相为Mg和Co Mg2,而Co Mg2以及其中分布的多价态Nb元素均可催化改善Mg的脱氢动力学和热力学性能,并通过阻碍循环过程中Mg纳米颗粒长大,提高吸放氢循环过程的容量保持率。为了进一步提高储氢性能并改善储氢容量,采用水热法制备出含有不同活性金属位点(Ni、Co、Cu)的MOF-74材料,对得到的MOF材料进行热处理还原,得到的石墨烯(G)负载过渡金属(TM=Ni、Co、Cu)纳米颗粒,简称TM/G,并采用沉积还原法制备了Mg@TM/G纳米复合物。其中的过渡金属分别以Mg2Ni、Co Mg2和Cu Mg2形式存在。综合对比Mg@TM/G发现,Mg@Ni/G样品具有最低的初始吸放氢温度以及最佳的吸放氢动力学和热力学性能,吸放氢1 wt.%对应温度分别为80℃和233℃,对应吸放氢表观活化能分别为29.09 k J/mol H2和65.74 k J/mol H2,吸放氢反应焓值分别为61.0 k J/mol H2和74.4 k J/mol H2。在此基础上引入机械球磨改性得到Mg@TM/G_BM纳米复合物。结果发现,球磨改性通过降低样品中TM/G的团聚,提高其比表面积与催化作用,进一步降低了样品的初始吸放氢温度,样品在室温下即可吸收氢气,在250℃下500 s即可脱氢4.1 wt.%。与单纯沉积法或球磨法制备的样品相比,采用沉积+球磨法制备的Mg@Ni/G_BM样品具有最佳的吸放氢热力学和动力学性能,并保持有良好的循环性能,250℃下100次循环的储氢容量保持率超过97%。分析表明,采用沉积还原法和球磨法可将石墨烯封装的Ni纳米颗粒包入Mg纳米颗粒中并充分分散,在吸放氢过程中,包覆的石墨烯打开释放出的Ni颗粒迅速与Mg反应生成Mg2Ni纳米颗粒。石墨烯的包覆阻碍了制备过程中Ni的团聚,提高了颗粒的分散性与抗氧化性。为进一步确认碳材料和氮元素对储氢材料的作用,采用水热法合成了ZIF-8前驱体,并结合高温热处理和酸处理方法分别得到3种氮掺杂碳纳米颗粒(NC)。采用液相沉积还原法将NC与Mg纳米片复合制备了3种Mg/NC纳米复合物。测试表明,NC的掺杂可显着降低镁纳米颗粒的脱氢温度、表面活化能值和焓值,降低脱氢能垒和热力学稳定性,提高样品整体的脱氢动力学、热力学性能和循环稳定性。且NC中石墨氮占比的增加可使颗粒表面具有较高的电子迁移率,促进了吸放氢过程中H的结合与分解。为了在上述研究的基础上进一步简化工艺、提升储氢容量与稳定性,选用市售石墨烯作为大比表面积材料。采用液相沉积还原法制备了复合过渡金属元素的Mg纳米复合物(MgTM(TM=Ni、Cu、Pd、Nb)),并进一步使用高能球磨将MgTM与单层石墨烯薄片复合,制备出MgTM/G纳米复合物。结果显示,过渡金属元素(Ni、Cu、Pd、Nb)的复合均可提高Mg的氢化和脱氢性能,且采用机械球磨法将MgTM与单层石墨烯复合可协同催化MgH2的脱氢,获得更低的脱氢反应温度。在MgTM和MgTM/G样品中,MgNi和MgNi/G纳米复合物分别表现出最低的氢化/脱氢温度和最快的氢化/脱氢速率,MgNi/G具有最低的脱氢活化能良好的循环稳定性。对于可显着提升镁基材料储氢性能的Ni和Pd元素,进一步采用一步还原法制备出Ni和Pd复合Mg纳米颗粒的MgNi Pd复合材料,并结合原位生成和机械球磨等方法分别与低维碳纳米材料(单层石墨烯、单壁碳纳米管、乙炔黑)复合,制备得到MgNi Pd+G/CNTs/AC纳米复合物。实验结果发现,MgNi Pd在255℃下可脱氢4 wt.%,对应脱氢活化能值为124.15 k J/mol H2,均优于所制备的二元合金。然后采用球磨法复合MgNi Pd与碳纳米管制备的MgNi Pd+CNTs BM样品在9种MgNi Pd C复合物中具有最低的脱氢温度,且脱氢活化能值仅为52.44 k J/mol H2,具有优异的脱氢动力学性能和循环性能。
饶崇顺,张欣,杨敬豪,刘倩,周轶凡[6](2019)在《添加C10H10Cl2Ti对6LiBH4-CaH2-3MgH2体系储氢性能的影响》文中研究指明C10H10Cl2Ti的添加可以有效改善6LiBH4-CaH2-3MgH2样品吸放氢性能,添加的质量分数为5%时具有较好的催化效果。样品的起始和终止放氢温度比原始样品分别降低约30和25℃,可逆储氢量(质量分数)约为8.1%。添加C10H10Cl2Ti催化剂的样品在360℃下等温放氢速率比原始样品提高了178%。两步放氢反应的表观活化能分别为131.4和138.8 kJ·mol-1,相比原始样品降低了约18.6%和15.8%。利用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对样品进行分析发现,热分解过程中C10H10Cl2Ti生成了多价态的Ti化合物,催化了LiBH4与CaH2的反应,从而改善了复合体系的储氢性能。
李群[7](2020)在《低维六方氮化硼制备及功能化应用的基础研究》文中指出近年来,低维材料,特别是以石墨烯为代表的二维层状材料,已成为研究者关注的焦点。随着维度的降低,低维材料会出现很多不同于块体材料的新奇的光、电和磁性能,从而拓展了它们在电子学、光电子学、能量转化和存储、热电子学等领域的应用。低维六方氮化硼(h-BN)以质轻、比表面积大、高导热性、优异的抗氧化性和化学惰性等特性,有望在高性能的纳米电子器件、复合材料、能量储存和转换等领域得到广泛应用,被认为是目前低维材料体系中最有前途的一种新型功能材料。本文通过设计和开发合适的反应路线实现对不同维度的低维h-BN材料的有效合成,将低维h-BN材料所具有的特殊维度效应赋予其独特的理化性能与其本征性能相结合,研究了其在光、电和吸附领域的应用。主要研究内容及结果如下:(1)采用一种改进的超声辅助溶剂热法以具有4~8层结构的h-BN纳米片为前驱体高效合成了氮化硼量子点(BNQDs)。通过调整前驱体的制备工艺可以实现对BNQDs尺寸和性能的调控,当合成温度为900℃时,获得的前驱体具有类似石墨烯的薄片状结构,更适合用于制备BNQDs,合成的BNQDs平均尺寸为4.6 nm。基于BNQDs显着的量子限域效应,研究了其光致发光(PL)性能。在此基础上,首次研究了 BNQDs的温度依赖性并探究其发光机理,同时将其用于构建温度传感器,讨论了其在温度监测方面的潜在应用。结果表明,BNQDs在紫外灯照射下能够发射蓝绿光,其荧光量子效率为10%,是一种缺陷态发光。BNQDs的PL强度与温度之间呈良好的线性关系,因此,BNQDs可以用于构建温度传感器,且此种温度传感器具有较宽的检测范围(80~440 K)、优异的光稳定性和良好的可逆性,使得BNQDs在温度传感器方面具有巨大的应用前景。(2)以硼酸(H3B03)和三聚氰胺(C3H6N6)为原料,采用前驱体氮化法在900℃、氮气(95%)和氢气(5%)的混合气氛下合成了 h-BN纤维。通过结构分析可知,h-BN纤维存在较多的缺陷且具有较大的比表面积(964.4 m2/g)。以罗丹明B(RhB)为吸附质考察了其吸附性能。结果表明,h-BN纤维表现出良好的吸附性能,最大吸附容量可达210.1 mg/g。从热力学角度分析,发现该吸附过程属于物理吸附,可自发进行,是一种放热过程。此外,由于h-BN优异的热稳定性,使得吸附有有机物污染物的h-BN纤维能够在空气中400℃煅烧获得再生,且表现出优异的循环吸附性能,有望在环境净化中得到推广应用。(3)以 H3BO3、葡萄糖(C6H12O6·H2O)、硝酸(HNO3)和 CO(NH2)2为原料,采用低温燃烧结合氮化法在900℃氨气气氛下成功合成了功能化的片状h-BN。通过结构分析可知,合成的片状h-BN表面含有丰富的-OH/NH2官能团,且具有大的比表面积(936 m2/g)以及孔体积(0.705 cm3/g)。此合成方法在合成过程可以实现对h-BN的功能化,改善其导电性。同时由于片状h-BN独特的二维结构,研究了其对抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的电催化性能。结果表明,片状h-BN对AA、DA和UA表现出优异的电催化活性和高选择性,与其他电极材料相比,片状h-BN材料具有较高的灵敏度、宽的检测范围和低的检测限,拓宽了其在电化学领域的应用。(4)在(3)基础上,由于片状h-BN较大的比表面积和多孔结构,考察了其作为催化剂Ti02载体的应用。首先通过第一性原理研究了 h-BN引入TiO2之后对复合材料带隙的影响,引入h-BN可使N-p轨道引起复合材料的价带顶(VBM)发生弯曲上移从而减小带隙,有利于提高可见光的利用率,从而提高光催化活性。基于理论分析,采用溶剂热法,以乙二醇为溶剂,TiCl3为钛源,片状h-BN为载体材料,制备了 2D/2D h-BN/TiO2异质结构,研究了h-BN添加量对TiO2晶体结构和微观形貌的影响,并揭示了 h-BN在光催化过程中的作用以及光催化机理。结果表明,h-BN的引入可以有效调控TiO2的形貌和分散性,h-BN/TiO2的催化速率分别是纯TiO2和商业纳米TiO2(P25)的3.5和6.9倍,且该复合光催化剂具有很好的可重复性和稳定性。
王璐[8](2019)在《利用金属氢化物和金属碳酸盐通过机械化学法制备清洁燃料的研究》文中研究指明现代经济的发展(化学工业、发电厂、交通等)从本质上来讲都在依赖化石燃料。目前为止,化石燃料占世界能源消耗的85%以上,而化石燃料属于不可再生能源。寻找和开发新能源来代替化石燃料成为当今世界可持续发展的希望。与氢气相比,轻金属氢化物在温和条件下能以固体形式储存大量氢气,安全性高且具有很高的储氢密度,因此轻金属氢化物被认为是一种优良的固态储氢材料。大气中二氧化碳等温室气体浓度的增加导致的全球变暖被认为是我们这个时代最大的环境威胁之一。如何高效利用储量丰富的二氧化碳引起了研究人员的密切关注。若开发一种有效的CO2捕获工艺并完成其随后的化学转化,可大大降低能源生产成本,同时满足全球能源的需求。目前,利用碱性氧化物吸收二氧化碳形成碳酸盐的技术已逐渐成熟。而无机碳酸盐储量丰富,廉价易得,具有成为生产燃料的潜力。因此,我们设计出了利用金属碳酸盐代替二氧化碳作为碳源,利用金属氢化物代替运输较困难的氢气作为氢源,使金属碳酸盐-金属氢化物体系在机械化学反应条件下成功的制备了氢气、甲烷燃料,并探索了不同研究条件下金属碳酸盐-金属氢化物体系对反应后气体产物的影响,从而间接的实现了二氧化碳的综合利用。1.在研究金属碳酸盐-金属氢化物的机械化学反应过程中,我们发现,价格低廉的金属碳酸盐可在机械球磨条件下有效地诱导MgH2放氢。同时探索了 MgH2的脱氢效率随着金属碳酸盐的性质、球磨转速、球磨时间及反应时复合物比例而变化。随后发现,使用行星式球磨机在350rpm/min的球磨速度下球磨12小时后,此时的MgC03-MgH2(MgC03/MgH2=1/1 mol/mol)复合物体系具有最佳脱氢性能,产生了不含COx的纯氢气,产率为94%。这项工作开辟了室温下实现MgH2有效脱氢的新方法。2.在上一章的实验结果的基础上,我们进一步利用碱土金属碳酸盐及碱土金属氢化物探索出了一种方便、有效且具有高选择性的CO2甲烷化方法,即通过球磨诱导碱土金属碳酸盐与金属氢化物反应,生成了不含COx的氢气/甲烷混合燃料。反应过程中使用价格低廉储量丰富的MgCO3/CaCO3、MgH2/CaH2作为碳源和氢源。研究表明,在室温且无催化剂的条件下,碱土金属碳酸盐可被金属氢化物选择性还原生成CH4,同时甲烷作为唯一的烃产物,产率高达73%。此外,我们还发现气态产物中甲烷的含量及其产率主要取决于金属碳酸盐的性质、球磨的速率、球磨时间以及反应时复合物的组成。因此,这项研究开辟了利用固体碳酸盐生成不含COx的氢和甲烷混合燃料的新方法。3.最后,我们系统的探索了金属碳酸盐与金属氢化物体系在机械化学条件下,生成的产物与金属碳酸盐/氢化物的种类、复合物的组成比例、球磨时间、球磨转速的关系。实验结果表明,在所研究的反应体系中,第二主族的金属碳酸盐和金属氢化物在机械球磨过程中具有最佳的甲烷化性能,即MC03-MH2(M=Ca,Mg)体系显示出最佳的甲烷化性能,且CH4是唯一的烃类产物。与第三章所研究的甲烷产率相比,甲烷产率增加了 16%。因此,我们发现第二主族的金属碳酸盐和金属氢化物组成的反应体系在在较高的球磨转速、较长的球磨时间以及复合物中所含的氢化物比例较高时甲烷化性能最好。其中CaC03-CaH2(CaH2/CaCO3=4 mol/mol)体系在550 rpm/min的速度下球磨48 h后,甲烷产率高达89%。
许晨[9](2019)在《过渡金属化合物对Mg-H体系储氢性能的影响》文中研究表明镁基氢化物(MgH2)由于储氢容量高,资源丰富以及成本低等优点,被认为是最具发展潜能的储氢材料之一,但过高的吸放氢温度以及缓慢的吸放氢动力学限制了其实际应用。本文在论述Mg基储氢合金的发展及研究现状的基础上,以Mg为研究对象,选择与Mg结构相似、晶格常数相近的氮化物(GaN)、碳化物(Ta2C)以及硼化物(ErB2)作为催化剂,通过机械球磨法形成Mg基复合材料,利用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)和气态压力–组成–温度P–C–T曲线测试等手段分别研究Mg基复合材料的微观形貌和储氢性能。相关研究内容及结论如下:(1)采用机械球磨法制备Mg-5 wt%GaN复合材料并对其进行系统的储氢性能研究。结果表明,在加热过程中GaN发生分解与Mg产生Ga2Mg5和GaMg2两相,并在后续的吸放氢循环中发生可逆的转换,反应式为Ga2Mg5+H2?2GaMg2+MgH2。在523 K、40 min内,Mg-5 wt%GaN复合材料的吸氢量为5.3 wt%;在573 K、120 min内,MgH2-5 wt%GaN复合材料的放氢量为4.8 wt%。MgH2-5 wt%GaN复合材料的起始放氢温度、放氢结束温度分别为523 K,673 K,均比MgH2低50 K。Mg/MgH2吸放氢动力学性能的显着提升主要归因于Ga2Mg5和GaMg2相的催化作用。(2)将Ta粉与C粉经高温烧结形成Ta2C粉末,通过控制球磨时间得到不同尺寸大小的Ta2C颗粒,将其与MgH2球磨后形成MgH2-10 wt%Ta2C。结果表明,Mg-10wt%Ta2C(20 nm)复合材料在573 K时5 min内达到吸氢饱和状态,吸氢量为6.0 wt%。MgH2-10 wt%Ta2C(20 nm)复合材料在623 K时15 min内释放全部氢气,放氢量为6.0 wt%。MgH2-10 wt%Ta2C(20 nm)复合材料的起始放氢温度和放氢结束温度分别为530 K,673 K,比纯MgH2低43 K和50 K。这些优异的储氢性能主要归因于Ta2C的存在抑制了MgH2晶粒的长大,对Mg/MgH2的吸放氢性能起到了显着的催化作用。(3)将ErH2与B粉在常压、温度为1023 K下烧结制得高纯度的ErB2,将其与MgH2通过机械球磨法形成MgH2-10 wt%ErB2复合材料,储氢性能研究结果表明,在球磨以及吸放氢过程中ErB2稳定存在,保持其原始状态。Mg-10 wt%ErB2复合材料在523K、40 min内吸收4.6 wt%H2。MgH2-10 wt%ErB2复合材料在623 K、10 min内释放3.2wt%H2。MgH2-10 wt%ErB2复合材料起始放氢温度和放氢结束温度分别为550 K和703 K,比纯MgH2低23 K,20 K。这主要归因于稳定存在的ErB2对Mg/MgH2的吸放氢性能具有积极的催化作用。
饶崇顺[10](2019)在《基于CaB6结构产物的硼氢化锂基复合储氢材料优化改性及其机理研究》文中认为研究安全、高效和可逆性好的固态储氢技术是推动氢能实用化的关键。LiBH4以18.5 wt%的理论储氢量成为高密度储氢材料热门研究对象,但其稳定的热力学和缓慢的吸放氢动力学特性严重阻碍了实际应用。本文在国内外研究基础上,以生成具有CaB6立方晶体结构产物的复合储氢材料为对象,采用多相复合、添加催化剂、纳米限域等改性方法对LiBH4基复合体系的储氢性能进行优化研究,并深入探讨吸放氢过程中的物相转变及相关作用机理。MgH2的添加显着改善6LiBH4-SrH2体系的储氢性能。样品终止放氢温度比原始样品降低了 85℃。放氢反应分为两步,第一步为MgH2的分解,第二步为LiBH4与SrH2反应生成具有CaB6晶体结构的SrB6和LiH;氢化过程生成LiBH4和Sr2Mg3H10。该样品等温放氢速率相比原始样品提高17.7倍,等温吸氢速率提高了 7.4倍,五次循环之后仍可实现6.8 wt%的循环储氢量。两步反应的表观活化能较原始样品分别降低了 23.8%和20%。C10H10C12Ti的催化添加有效改善6LiBH4-CaH2-3MgH2样品吸放氢性能,添加5 wt%时具有较好的催化效果。样品的起始和终止放氢温度比原始样品分别降低约30℃和25℃,可逆储氢量约为8.1 wt%。第一次等温放氢速率比原始样品提高了 178%,二次放氢仍然有40%的提高。两步放氢反应的表观活化能相比原始样品降低了约18.6%和15.8%。热分解过程中C10H10C12Ti生成了变价态的Ti化合物,催化了 6LiBH4与CaH2的反应,从而改善了复合体系的储氢性能。通过纳米多孔碳(NPC)进行纳米限域改善了 6LiBH4-CaH2体系放氢性能。(6LiBH4-CaH2)@NPC(5:5)样品具有较好的储氢性能,熔渗后样品的起始放氢温度降低了 80℃。在310℃等温条件下,样品300 min能放出储氢量的95.2%,五个循环仍有超过60%的可逆储氢量。熔渗后样品的放氢速率比原始样品提高了29倍,表观活化能比原始样品降低了24.6%。NPC使样品限域在~3.3 nm的孔径中,在循环过程中阻止产物的团聚和长大,增大了比面积,缩短了原子扩散的距离,从而提高了样品的吸放氢动力学性能。
二、MgH_2-Ti/Cr(AMORPHOUS)COMPOSITE FOR HYDROGEN STORAGE(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、MgH_2-Ti/Cr(AMORPHOUS)COMPOSITE FOR HYDROGEN STORAGE(论文提纲范文)
(1)金属氢化物还原碳酸盐甲烷化性能及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属碳酸盐 |
1.2.1 金属碳酸盐的概述及应用 |
1.2.2 碱金属/碱土金属碳酸盐的概述及研究现状 |
1.2.3 还原制备碱金属/碱土金属碳酸盐的研究现状 |
1.3 金属氢化物 |
1.3.1 金属氢化物的概述及应用 |
1.3.2 碱金属/碱土金属氢化物的概述及研究现状 |
1.3.3 还原制备碱金属/碱土金属氢化物的研究现状 |
1.4 二氧化碳甲烷化 |
1.4.1 二氧化碳甲烷化的概述 |
1.4.2 二氧化碳甲烷化过程中金属催化剂的研究现状 |
1.4.3 不同研究方向的二氧化碳甲烷化 |
1.5 论文选题依据及研究内容 |
第2章 利用金属氢化物直接高选择性还原金属碳酸盐为甲烷的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要试剂及检测仪器 |
2.2.2 活化金属氢化物热还原金属碳酸盐的过程 |
2.2.3 样品结构表征 |
2.2.4 金属碳酸盐与金属氢化物热化学反应后混合气体的分析测定 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 金属碳酸盐和金属氢化物复合材料的制备和表征 |
2.3.2 静压和流动气氛下金属氢化物和金属碳酸盐的反应 |
2.3.3 不同反应条件对金属氢化物和金属碳酸盐反应的影响 |
2.3.4 金属碳酸盐与金属氢化物反应机理的研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 储氢金属诱导金属碳酸盐加氢高选择性还原成甲烷的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要试剂及检测仪器 |
3.2.2 储氢金属诱导金属碳酸盐加氢甲烷化的过程 |
3.2.3 样品结构表征 |
3.2.4 储氢金属诱导金属碳酸盐加氢反应后混合气体的分析测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 储氢金属和金属碳酸盐复合材料的制备和表征 |
3.3.2 反应物的性质对储氢金属诱导金属碳酸盐加氢甲烷化反应的影响 |
3.3.3 加热温度对M诱导MCO_3(M=Li或Ca)加氢甲烷化反应的影响 |
3.3.4 加热时间对M诱导MCO_3(M=Li或Ca)加氢甲烷化反应的影响 |
3.3.5 反应物比例对M诱导MCO_3(M=Li或Ca)加氢甲烷化反应的影响 |
3.3.6 氢气压力对M诱导MCO_3(M=Li或Ca)加氢甲烷化反应的影响 |
3.3.7 储氢金属诱导金属碳酸盐加氢甲烷化反应机理的研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 利用储氢金属及其氧化物诱导二氧化碳加氢甲烷化研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要试剂及检测仪器 |
4.2.2 利用储氢金属及其氧化物诱导CO_2加氢反应的操作过程 |
4.2.3 样品结构表征 |
4.2.4 利用储氢金属及其氧化物诱导二氧化碳加氢反应后混合气体的分析测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 金属氧化物/金属氧化物@碳复合材料的制备和表征 |
4.3.2 金属氧化物/金属氧化物@碳和二氧化碳的加热反应 |
4.3.3 利用储氢金属和金属氧化物诱导CO_2加氢反应 |
4.3.4 储氢金属和金属氧化物诱导CO_2加氢甲烷化循环性能探究 |
4.3.5 储氢金属和金属氧化物诱导CO_2加氢甲烷化反应机理的研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及专利 |
(2)Pr3Al11对Mg基储氢材料晶粒长大行为的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 固态储氢材料发展现状 |
1.1.1 碳质储氢材料 |
1.1.2 配位氢化物 |
1.1.3 金属氢化物 |
1.2 Mg–H储氢体系 |
1.2.1 MgH_2的性能和特点 |
1.2.2 Mg–H体系的吸放氢热力学 |
1.2.3 Mg–H体系的吸放氢动力学 |
1.3 Mg基储氢材料的改性 |
1.3.1 球磨纳米化 |
1.3.2 催化剂掺杂 |
1.4 纳米晶材料的晶粒长大行为 |
1.4.1 等温晶粒长大动力学理论 |
1.4.2 第二相粒子对晶粒长大的影响 |
1.5 本文研究目的和内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 样品的制备 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 样品制备过程 |
2.2 样品结构的表征 |
2.2.1 X射线衍射(XRD)分析 |
2.2.2 Rietveld全谱拟合 |
2.2.3 高分辨透射电镜(HRTEM)分析 |
2.3 样品的性能测试 |
2.3.1 等温保温测试 |
2.3.2 吸放氢动力学测试 |
2.3.3 恒温放氢 |
第三章 Pr_3Al_(11) 纳米颗粒对Mg纳米晶晶粒长大动力学的影响 |
3.1 Mg-Pr_3Al_(11)复合材料的制备 |
3.2 Mg-Pr_3Al_(11)复合材料和纯Mg样品的保温处理 |
3.3 晶粒长大动力学 |
3.4 本章小结 |
第四章 Pr_3Al_(11) 纳米颗粒对MgH_2 纳米晶晶粒长大动力学的影响 |
4.1 MgH_2-Pr_3Al_(11)复合材料的制备与样品的保温处理 |
4.2 晶粒长大动力学 |
4.3 本章小结 |
第五章 纳米MgH_2 放氢过程中Mg晶粒的长大机制及Pr_3Al_(11)对其长大行为的影响 |
5.1 恒温放氢性能 |
5.2 放氢过程中Mg晶粒的生长特性 |
5.3 放氢过程中Mg晶粒的生长机制 |
5.4 Pr_3Al_(11)对Mg晶粒长大的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文的主要结论 |
6.2 对今后工作的建议 |
参考文献 |
在校研究成果 |
致谢 |
(3)水合肼制氢用镍铁纳米催化剂的合成及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 几种典型化学储氢材料 |
1.2.1 硼氢化钠 |
1.2.2 氨硼烷 |
1.2.3 肼硼烷 |
1.2.4 甲酸 |
1.2.5 水合肼 |
1.3 水合肼分解制氢催化剂 |
1.4 稀土氧化物材料在水合肼制氢领域中的应用 |
1.5 本课题的研究目的、意义和主要内容 |
第二章 快速合成NiFe-La(OH)_3纳米复合材料用于高效催化水合肼产氢 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 化学试剂 |
2.2.2 催化剂的制备 |
2.2.3 表征仪器 |
2.2.4 催化活性测试方法 |
2.2.5 计算方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 催化剂的合成及表征 |
2.3.2 催化剂的性能研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 纳米CeZrO_2固溶体担载NiFe纳米粒子用于高效催化水合肼产氢 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 材料制备方法 |
3.2.3 材料表征方法 |
3.2.4 催化活性测试方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 催化剂的合成及表征 |
3.3.2 催化剂的性能研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
在读期间公开发表论文(着)及科研情况 |
(4)CO2还原法制备CaO基复合材料及其CO2吸附性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 二氧化碳吸附剂 |
1.2.1 二氧化碳吸附剂的概述 |
1.2.2 物理吸附剂 |
1.2.3 化学吸附剂 |
1.3 氧化钙吸附剂研究现状 |
1.4 金属氢化物 |
1.4.1 金属氢化物的概述及应用 |
1.4.2 碱土金属氢化物的概述及研究现状 |
1.5 二氧化碳甲烷化 |
1.5.1 二氧化碳甲烷化的概述 |
1.5.2 二氧化碳甲烷化的研究现状 |
1.5.3 其它方向的二氧化碳甲烷化研究 |
1.6 论文选题依据及研究内容 |
第2章 通过CO_2与CH_2的机械化学反应合成CaO@C复合材料及其CO_2吸附性能的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要试剂及检测仪器 |
2.2.2 样品制备 |
2.2.3 样品结构表征 |
2.2.4 二氧化碳的吸附与脱附 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 球磨制备CaO@C复合材料的合成与表征 |
2.3.2 球磨制备CaO@C复合材料的CO_2吸附性能 |
2.4 本章小结 |
第3章 制备MgO掺杂的CaO基吸附剂并实现CO_2选择性甲烷化的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要试剂及检测仪器 |
3.2.2 样品制备 |
3.2.3 样品结构表征 |
3.2.4 二氧化碳的吸附与脱附 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 制备MgO和C掺杂的CaO基吸附剂并实现CO_2选择性甲烷化 |
3.3.2 制备MgO和C掺杂的CaO基吸附剂的CO_2吸附性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 利用金属单质与CO_2加热反应合成CaO基复合材料及其CO_2吸附性能的初步探究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要试剂及检测仪器 |
4.2.2 样品制备 |
4.2.3 样品结构表征 |
4.2.4 二氧化碳的吸附与脱附 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 加热反应制备CaO基吸附剂的表征 |
4.3.2 加热反应制备CaO/C和MgO/4CaO/C的吸附性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)镁基纳米复合材料的制备、改性及其储氢性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属氢化物储氢机理 |
1.2.1 储氢热力学性能 |
1.2.2 储氢动力学性能 |
1.3 镁基储氢材料的研究进展 |
1.3.1 纯镁的吸放氢特性 |
1.3.2 纳米化 |
1.3.3 合金化 |
1.3.4 催化 |
1.3.5 多元复合材料 |
1.4 研究目的及内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验原材料与仪器设备 |
2.1.1 原料试剂 |
2.1.2 仪器设备 |
2.1.3 有机溶剂与气体 |
2.2 复合材料制备 |
2.2.1 纳米镁基材料的制备 |
2.2.2 高能球磨处理 |
2.2.3 高温热处理还原法 |
2.3 微观结构表征与物相分析 |
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)分析 |
2.3.3 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
2.3.5 比表面积与孔容孔径分析 |
2.4 复合材料储氢性能测试 |
2.4.1 变温与恒温吸放氢测试 |
2.4.2 差示扫描量热(DSC)测试 |
2.4.3 吸放氢压力组分等温(PCT)测试 |
2.4.4 储氢循环性能测试 |
第三章 MOF(MOF=ZIF-8,ZIF-67,MOF-74)对Mg储氢性能的催化作用和机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 Mg/MOF复合材料制备方法 |
3.3 Mg/MOF复合材料的微观结构形貌与物相分析 |
3.3.1 Mg/ZIF-8的微观结构形貌与物相分析 |
3.3.2 Mg/ZIF-67的微观结构形貌与物相分析 |
3.3.3 Mg/MOF-74的微观结构形貌与物相分析 |
3.3.4 Mg/MOF的微观形貌对比 |
3.4 Mg/MOF复合材料储氢性能研究 |
3.4.1 Mg/MOF的吸放氢性能 |
3.4.2 Mg/MOF的动力学性能 |
3.5 Mg/ZIF-67在复合体系中的催化机理研究 |
3.5.1 Mg/ZIF-67的微观形貌结构分析 |
3.5.2 Mg/ZIF-67的吸放氢热力学 |
3.5.3 Mg/ZIF-67的吸放氢循环性能 |
3.6 本章小结 |
第四章 ZIF-67 和过渡金属(Ni、Cu、Pd、Nb)对镁储氢性能的协同催化作用研究 |
4.1 引言 |
4.2 MgTM/ZIF-67 复合材料制备方法 |
4.3 MgTM/ZIF-67 复合材料储氢性能研究 |
4.3.1 MgTM/ZIF-67 的微观形貌结构分析 |
4.3.2 MgTM/ZIF-67 的物相成分分析 |
4.3.3 MgTM/ZIF-67 的吸放氢性能 |
4.4 MgNb/ZIF-67 复合材料储氢机理研究 |
4.4.1 MgNb/ZIF-67 的微观形貌结构分析 |
4.4.2 MgNb/ZIF-67 的物相成分分析 |
4.4.3 MgNb/ZIF-67 的吸放氢动力学性能 |
4.4.4 MgNb/ZIF-67 的吸放氢热力学性能 |
4.4.5 MgNb/ZIF-67 的吸放氢循环性能 |
4.5 本章小结 |
第五章 石墨烯包覆过渡金属(Ni、Co、Cu)负载镁纳米颗粒的制备及其储氢性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 Mg@TM/G纳米复合物制备方法 |
5.2.1 TM-MOF-74的制备方法 |
5.2.2 TM/G的制备方法 |
5.2.3 Mg@TM/G的制备方法 |
5.3 Mg@Ni/G纳米复合材料的结构及储氢性能研究 |
5.3.1 Ni-MOF-74和Ni/G的结构与形貌表征 |
5.3.2 Mg@Ni/G的结构与形貌表征 |
5.3.3 Mg@Ni/G吸放氢性能研究 |
5.3.4 Mg@Ni/G储氢机理研究 |
5.4 Mg@Co/G纳米复合材料的结构及储氢性能研究 |
5.4.1 Co-MOF-74和Co/G的结构与形貌表征 |
5.4.2 Mg@Co/G的结构与形貌表征 |
5.4.3 Mg@Co/G吸放氢性能研究 |
5.5 Mg@Cu/G纳米复合材料的结构及储氢性能研究 |
5.5.1 Cu-MOF-74和Cu/G的结构与形貌表征 |
5.5.2 Mg@Cu/G的结构与形貌表征 |
5.5.3 Mg@Cu/G的吸放氢性能研究 |
5.6 Mg@TM/G纳米复合物储氢性能对比 |
5.6.1 Mg@TM/G的吸放氢动力学性能 |
5.6.2 Mg@TM/G的吸放氢热力学性能 |
5.7 球磨对Mg@TM/G纳米复合物储氢性能改性研究 |
5.7.1 Mg@TM/G_BM的结构与形貌表征 |
5.7.2 Mg@TM/G_BM的吸放氢性能 |
5.8 Mg@Ni/G_BM纳米复合物的储氢性能及机理研究 |
5.8.1 Mg@Ni/G_BM的微观形貌与结构表征 |
5.8.2 Mg@Ni/G_BM的吸放氢动力学性能 |
5.8.3 Mg@Ni/G_BM的吸放氢热力学性能 |
5.8.4 Mg@Ni/G_BM的吸放氢循环性能 |
5.9 本章小结 |
第六章 氮掺杂多孔碳纳米颗粒的制备及其对镁储氢性能的催化作用研究 |
6.1 引言 |
6.2 镁(Mg)复合氮掺杂多孔碳纳米颗粒(NC)材料的制备方法 |
6.2.1 ZIF-8纳米颗粒的制备 |
6.2.2 NC纳米颗粒的制备 |
6.2.3 Mg/NC纳米复合物的制备 |
6.3 ZIF-8和NC纳米颗粒的结构与形貌表征 |
6.4 Mg/NC纳米复合材料储氢性能 |
6.4.1 Mg/NC的结构表征 |
6.4.2 Mg/NC的吸放氢性能 |
6.5 Mg/NC-1样品的放氢特性研究 |
6.5.1 Mg/NC-1样品的结构与形貌表征 |
6.5.2 Mg/NC-1样品的放氢动力学性能 |
6.5.3 Mg/NC-1样品的吸放氢热力学性能 |
6.5.4 Mg/NC-1样品的循环性能 |
6.6 本章小结 |
第七章 石墨烯对MgTM(TM=Ni、Cu、Pd、Nb)复合物储氢性能的影响 |
7.1 引言 |
7.2 MgTM/G纳米复合物制备方法 |
7.2.1 MgTM的制备方法 |
7.2.2 MgTM/G的制备方法 |
7.3 MgTM/G纳米复合材料微观结构形貌与物相分析 |
7.3.1 MgNi/G的微观结构形貌与物相分析 |
7.3.2 MgCu/G的微观结构形貌与物相分析 |
7.3.3 MgPd/G的微观结构形貌与物相分析 |
7.3.4 MgNb/G的微观结构形貌与物相分析 |
7.4 MgTM/G纳米复合材料储氢性能研究 |
7.4.1 MgNi/G的储氢性能研究 |
7.4.2 MgCu/G的储氢性能研究 |
7.4.3 MgPd/G的储氢性能研究 |
7.4.4 MgNb/G的储氢性能研究 |
7.4.5 MgTM/G的吸氢性能对比 |
7.4.6 MgTM/G的放氢性能对比 |
7.4.7 MgTM/G的动力学性能对比 |
7.4.8 MgNi/G的循环性能研究 |
7.5 本章小结 |
第八章 Mg-Ni-Pd三元储氢材料的制备及低维碳纳米材料催化增强可逆吸放氢性能的研究 |
8.1 引言 |
8.2 MgNiPd纳米复合物复合及低维碳纳米材料制备方法 |
8.2.1 MgNiPd纳米复合物的制备方法 |
8.2.2 MgNiPd+G/CNTs/AC纳米复合物的制备方法 |
8.3 MgNiPd纳米复合材料储氢性能研究 |
8.3.1 MgNiPd的微观形貌结构分析 |
8.3.2 MgNiPd的物相成分分析 |
8.3.3 MgNiPd的吸放氢性能 |
8.3.4 1#MgNiPd样品的储氢特性研究 |
8.4 低维碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管、乙炔黑)对Mg-Ni-Pd三元储氢合金的催化作用研究 |
8.4.1 MgNiPd C的微观形貌结构分析 |
8.4.2 MgNiPd C的物相成分分析 |
8.4.3 MgNiPd C的吸放氢性能 |
8.4.4 MgNiPd+CNTs BM样品的储氢特性研究 |
8.5 本章小结 |
第九章 总结与展望 |
9.1 研究工作总结 |
9.2 对未来工作的展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(6)添加C10H10Cl2Ti对6LiBH4-CaH2-3MgH2体系储氢性能的影响(论文提纲范文)
0 引言 |
1 实验部分 |
1.1 样品制备 |
1.2 成分、结构和形貌表征 |
1.3 吸放氢性能测试 |
2 结果与讨论 |
2.1 6LiBH4-CaH2-3MgH2-x%C10H10Cl2Ti结构和放氢性能 |
2.2 6LiBH4-CaH2-3MgH2-5%C10H10Cl2Ti可逆吸放氢反应 |
2.3 6LiBH4-CaH2-3MgH2-5%C10H10Cl2Ti动力学性能 |
2.4 添加C10H10Cl2Ti在吸放氢过程中的作用机理 |
3 结论 |
(7)低维六方氮化硼制备及功能化应用的基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 六方氮化硼简介 |
2.1.1 六方氮化硼的结构 |
2.1.2 六方氮化硼的性质 |
2.2 六方氮化硼性能调控 |
2.2.1 物理功能化法 |
2.2.2 化学功能化法 |
2.3 几种低维六方氮化硼材料概述 |
2.3.1 零维六方氮化硼量子点 |
2.3.2 一维六方氮化硼纤维 |
2.3.3 二维六方氮化硼纳米片 |
2.4 选题意义与研究内容 |
3 实验材料与分析方法 |
3.1 实验原料 |
3.2 实验设备 |
3.3 分析方法 |
3.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
3.3.2 傅里叶红外吸收光谱(FTIR) |
3.3.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM) |
3.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
3.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
3.3.6 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) |
3.3.7 荧光光谱(PL) |
4 六方氮化硼量子点的制备及荧光基温度传感器应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 氮化硼量子点的制备及性能测试 |
4.2.1 样品制备方法 |
4.2.2 光学性能测试方法 |
4.3 前驱体与氮化硼量子点的表征 |
4.3.1 温度对前驱体形貌与结构的影响 |
4.3.2 前驱体与氮化硼量子点的表征 |
4.4 前驱体与氮化硼量子点的光学性能研究 |
4.4.1 前驱体光学性能研究 |
4.4.2 氮化硼量子点光学性能研究 |
4.5 氮化硼量子点作为温度传感器的应用研究 |
4.5.1 氮化硼量子点温度依赖性研究 |
4.5.2 温度传感器性能分析 |
4.6 本章小结 |
5 六方氮化硼纤维的制备及吸附性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 六方氮化硼纤维的制备及性能测试 |
5.2.1 样品制备方法 |
5.2.2 吸附性能测试方法 |
5.3 六方氮化硼纤维的表征 |
5.3.1 物相与组成分析 |
5.3.2 形貌与结构分析 |
5.4 六方氮化硼纤维吸附性能研究 |
5.4.1 氮化硼纤维的吸附行为 |
5.4.2 pH值对吸附性能的影响 |
5.4.3 温度对吸附性能的影响 |
5.4.4 再生性能研究 |
5.4.5 吸附机理分析 |
5.5 本章小结 |
6 片状六方氮化硼的制备及电催化性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 片状六方氮化硼的制备及性能测试 |
6.2.1 样品制备方法 |
6.2.2 电化学性能测试方法 |
6.3 片状六方氮化硼的表征 |
6.3.1 物相与组成分析 |
6.3.2 形貌与结构分析 |
6.4 片状六方氮化硼电催化性能研究 |
6.4.1 AA、DA和UA在片状氮化硼修饰电极上的电化学行为 |
6.4.2 缓冲溶液pH值对AA、DA和UA氧化的影响 |
6.4.3 扫速对AA、DA和UA氧化的影响 |
6.4.4 片状氮化硼修饰电极对AA、DA和UA单独测定 |
6.4.5 片状氮化硼修饰电极对AA和DA、DA和UA两两测定 |
6.4.6 抗干扰性、稳定性和重复性 |
6.4.7 实样检测分析 |
6.5 本章小结 |
7 片状六方氮化硼与二氧化钛的复合及光催化性能研究 |
7.1 引言 |
7.2 氮化硼与二氧化钛异质结构的制备及性能测试 |
7.2.1 样品制备方法 |
7.2.2 光电化学测试方法 |
7.2.3 光催化性能测试方法 |
7.2.4 第一性原理计算模型建立 |
7.3 氮化硼与二氧化钛异质结构的表征 |
7.3.1 物相与组成分析 |
7.3.2 形貌与结构分析 |
7.4 氮化硼与二氧化钛异质结构光催化性能研究 |
7.4.1 光催化性能研究 |
7.4.2 重复性和稳定性研究 |
7.4.3 光催化机理分析 |
7.5 本章小结 |
8 结论 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)利用金属氢化物和金属碳酸盐通过机械化学法制备清洁燃料的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属碳酸盐 |
1.2.1 金属碳酸盐的概述及应用 |
1.2.2 碱/碱土金属碳酸盐的概述 |
1.2.3 碱/碱土金属碳酸盐的研究现状 |
1.3 金属氢化物 |
1.3.1 金属氢化物的概述及应用 |
1.3.2 碱/碱土金属氢化物的概述及应用 |
1.3.3 碱/碱土金属氢化物的研究现状 |
1.4 二氧化碳甲烷化 |
1.4.1 二氧化碳甲烷化的概述 |
1.4.2 金属催化剂上的二氧化碳甲烷化 |
1.4.3 不同研究方向的二氧化碳甲烷化 |
1.5 论文选题依据及研究内容 |
1.6 参考文献 |
第二章 金属碳酸盐在室温下高效诱导氢化镁脱氢的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要试剂及检测仪器 |
2.2.2 样品制备 |
2.2.3 样品结构表征 |
2.2.4 金属碳酸盐与MgH_2球磨后混合气体的分析测定 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 球磨速率对MgCO_3与MgH_2的机械化学脱氢反应的影响 |
2.3.2 球磨时间对MgCO_3与MgH_2的机械化学脱氢反应的影响 |
2.3.3 反应物的比例对MgCO_3与MgH_2的机械化学脱氢反应的影响 |
2.3.4 金属碳酸盐与MgH_2的机械化学脱氢反应机理的研究 |
2.4 本章小结 |
2.5 参考文献 |
第三章 在室温且无催化剂条件下金属氢化物还原碱金属碳酸盐为甲烷的高选择性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要主要试剂及检测仪器 |
3.2.2 金属氢化物与金属碳酸盐反应的操作步骤 |
3.2.3 样品结构表征 |
3.2.4 金属碳酸盐与金属氢化物反应后混合气体的分析测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 反应物的性质对金属氢化物还原金属碳酸盐的影响 |
3.3.2 球磨时间对MCO_3与MH_2(M=Mg或Ca)的机械化学反应的影响 |
3.3.3 球磨速率对MCO_3与MH_2(M=Mg或Ca)的机械化学反应的影响 |
3.3.4 反应物比例对MCO_3与MH_2(M=Mg或Ca)的机械化学反应的影响 |
3.3.5 碱土金属碳酸盐与碱土金属氢化物的机械化学反应机理研究 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第四章 金属碳酸盐-氢化物体系的甲烷化性能优化 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要试剂及检测仪器 |
4.2.2 金属氢化物与金属碳酸盐反应的操作步骤 |
4.2.3 样品结构表征 |
4.2.4 金属碳酸盐与金属氢化物反应后混合气体的分析测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 金属碳酸盐与金属氢化物的机械化学反应 |
4.3.2 碱土金属碳酸盐与碱土金属氢化物的机械化学反应 |
4.3.3 金属碳酸盐与金属氢化物的机械化学反应机理的研究 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 总结与展望 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文及专利 |
(9)过渡金属化合物对Mg-H体系储氢性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 储氢技术研究现状 |
1.1.1 气态储氢 |
1.1.2 液态储氢 |
1.1.3 固态储氢 |
1.2 固态储氢材料 |
1.2.1 碳纳米管及其他碳材料 |
1.2.2 配位氢化物 |
1.2.3 金属氢化物 |
1.3 镁基金属氢化物的吸放氢原理 |
1.3.1 吸放氢热力学 |
1.3.2 吸放氢动力学 |
1.4 镁基氢化物的研究进展及改性方法 |
1.4.1 机械球磨法 |
1.4.2 催化剂掺杂 |
1.5 本文研究目的及主要内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 样品的制备 |
2.1.1 样品原料 |
2.1.2 样品制备过程 |
2.2 样品表征方法 |
2.2.1 XRD分析Rietveld全谱拟合 |
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)分析 |
2.3 样品的储氢性能测试 |
2.3.1 活化处理 |
2.3.2 动力学性能测试 |
2.3.3 P-C-T曲线测定 |
第三章 GaN对 Mg-H体系储氢性能的影响 |
3.1 Mg-5 wt%GaN复合材料的相组成与微观形貌 |
3.2 Mg/MgH_2-5 wt%GaN复合材料的首次吸放氢反应 |
3.2.1 Mg-5 wt%GaN复合材料的首次吸氢反应 |
3.2.2 MgH_2-5 wt%GaN复合材料的首次放氢反应 |
3.3 Mg/MgH_2-5 wt%GaN复合材料活化后的吸放氢反应 |
3.3.1 Mg/MgH_2-5 wt%GaN复合材料活化后的吸放氢动力学性能 |
3.3.2 Mg/MgH_2-5 wt%GaN复合材料活化后的吸放氢相组成 |
3.4 Mg/MgH_2-5 wt%GaN复合材料的吸放氢热力学 |
3.5 本章总结 |
第四章 Ta_2C对 Mg-H体系储氢性能的影响 |
4.1 Ta_2C的制备及表征 |
4.2 Mg-10 wt%Ta_2C复合材料的吸氢反应 |
4.2.1 MgH_2-10 wt%Ta_2C复合材料的相组成 |
4.2.2 Mg-10 wt%Ta_2C复合材料的吸氢动力学性能测试 |
4.3 MgH_2-10 wt%Ta_2C复合材料的放氢反应 |
4.3.1 MgH_2-10 wt%Ta_2C复合材料的相组成 |
4.3.2 MgH_2-10 wt%Ta_2C复合材料的放氢动力学性能测试 |
4.4 Mg/MgH_2-10 wt%Ta_2C复合材料的热力学性能测试 |
4.5 本章总结 |
第五章 ErB2对Mg-H体系储氢性能的影响 |
5.1 催化剂Er B2 的制备 |
5.2 MgH_2-10 wt%ErB_2 复合材料的相组成与微观形貌 |
5.3 MgH_2-10 wt%ErB_2 复合材料的放氢反应 |
5.3.1 MgH_2-10 wt%ErB_2 复合材料的放氢产物组成 |
5.3.2 MgH_2-10 wt%ErB_2 复合材料的放氢动力学性能测试 |
5.4 Mg-10 wt%ErB_2 复合材料的吸氢反应 |
5.4.1 Mg-10 wt%ErB_2 复合材料的吸氢产物组成 |
5.4.2 Mg-10 wt%ErB_2 复合材料的吸氢动力学性能测试 |
5.5 Mg/MgH_2-10 wt%ErB_2 复合材料的热力学性能测试 |
5.6 本章总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 对今后工作的建议 |
参考文献 |
在校研究成果 |
致谢 |
(10)基于CaB6结构产物的硼氢化锂基复合储氢材料优化改性及其机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 氢气储存方式 |
1.3 固体储氢材料的研究现况 |
1.3.1 物理吸附的储氢材料 |
1.3.2 化学储氢材料 |
1.4 LiBH_4的结构与性质 |
1.5 LiBH_4的合成 |
1.6 LiBH_4的储氢性能和吸放氢机理 |
1.6.1 LiBH_4的储氢性能 |
1.6.2 LiBH_4的吸放氢反应机理 |
1.7 LiBH_4的储氢性能改善 |
1.7.1 阴/阳离子代替 |
1.7.2 反应物去稳定 |
1.7.3 催化剂改性 |
1.7.4 纳米限域 |
1.8 问题的提出和本文研究内容 |
2 实验方法及分析手段 |
2.1 材料与制备方法 |
2.1.1 实验原材料 |
2.1.2 样品的制备 |
2.2 材料结构与成分表征 |
2.3 储氢性能测试 |
2.3.1 吸/放氢性能测试 |
2.3.2 放氢动力学测试 |
2.4 技术路线 |
3 MgH_2的添加对6LiBH_4-SrH_2储氢性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 6LiBH_4-SrH_2-xMgH_2的结构和放氢性能 |
3.3 6LiBH_4-SrH_2-3MgH_2的吸放氢性 |
3.4 6LiBH_4-SrH_2-3MgH_2体系放氢动力学与热力学 |
3.5 本章小结 |
4 添加C_(10)H_(10)Cl_2Ti对6LiBH_4-CaH_2-3MgH_2体系储氢性能的影响 |
4.1 前言 |
4.2 6LiBH_4-CaH_2-3MgH-2-x wt%C_(10)H_(10)Cl_2Ti结构和放氢性能 |
4.3 6LiBH_4-CaH_2-3MgH_2-5 wt%C_(10)H_(10)Cl_2Ti可逆吸放氢反应 |
4.4 6LiBH_4-CaH_2-3MgH_2-5 wt%C_(10)H_(10)Cl_2Ti热力学与动力学性能 |
4.5 添加C_(10)H_(10)Cl_2Ti在吸放氢过程中的作用机理 |
4.6 本章小结 |
5 纳米多孔碳(NPC)限域催化6LiBH_4-CaH_2储氢性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 纳米多孔碳(NPC)的制备 |
5.3 (6LiBH_4-CaH_2)@NPC的制备和结构表征 |
5.4 (6LiBH_4-CaH_2)@NPC(5:5)的动力学性能 |
5.5 (6LiBH_4-CaH_2)@NPC(5:5)的形貌和吸放氢反应 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 本文主要的结论 |
6.2 今后工作建议与展望 |
参考文献 |
个人简历、在校期间发表的学术论文与研究进展 |
致谢 |
四、MgH_2-Ti/Cr(AMORPHOUS)COMPOSITE FOR HYDROGEN STORAGE(论文参考文献)
- [1]金属氢化物还原碳酸盐甲烷化性能及机理研究[D]. 张松. 扬州大学, 2021(08)
- [2]Pr3Al11对Mg基储氢材料晶粒长大行为的影响[D]. 周彩勤. 安徽工业大学, 2020(06)
- [3]水合肼制氢用镍铁纳米催化剂的合成及其性能研究[D]. 邹洪涛. 江西师范大学, 2020(10)
- [4]CO2还原法制备CaO基复合材料及其CO2吸附性能研究[D]. 平超. 扬州大学, 2020(04)
- [5]镁基纳米复合材料的制备、改性及其储氢性能研究[D]. 王永清. 广西大学, 2020(02)
- [6]添加C10H10Cl2Ti对6LiBH4-CaH2-3MgH2体系储氢性能的影响[J]. 饶崇顺,张欣,杨敬豪,刘倩,周轶凡. 无机化学学报, 2019(12)
- [7]低维六方氮化硼制备及功能化应用的基础研究[D]. 李群. 北京科技大学, 2020(06)
- [8]利用金属氢化物和金属碳酸盐通过机械化学法制备清洁燃料的研究[D]. 王璐. 扬州大学, 2019(01)
- [9]过渡金属化合物对Mg-H体系储氢性能的影响[D]. 许晨. 安徽工业大学, 2019(02)
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