助磨劑和金屬鈷對(duì)鎂基儲(chǔ)氫材料影響的研究.pdf

1、金屬鎂因儲(chǔ)氫量高、來(lái)源廣泛和價(jià)格低廉，在儲(chǔ)氫材料研究領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注。但是純鎂具有較強(qiáng)的延展性和可塑性，經(jīng)過(guò)機(jī)械球磨制備儲(chǔ)氫材料時(shí)容易在高能環(huán)境下發(fā)生焊接和團(tuán)聚，粘附在球磨罐壁和磨球上，不利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。而且純氫化鎂的放氫溫度太高，不利于實(shí)際應(yīng)用。所以需要在制備鎂基儲(chǔ)氫材料時(shí)添加助磨劑和金屬添加劑以提高儲(chǔ)氫材料的性能。
　　儲(chǔ)氫材料中助磨劑的分散性、潤(rùn)滑性、添加量以及金屬鎂的粒度和結(jié)構(gòu)都會(huì)影響到儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫性能。分散性良好的

2、碳質(zhì)助磨劑能有效地防止金屬鎂粉在球磨過(guò)程中焊接和團(tuán)聚。分別添加30 wt.％微晶碳，5wt.％潤(rùn)滑作用較強(qiáng)的針狀焦，20 wt.％杏殼活性炭的儲(chǔ)氫材料具有最大儲(chǔ)氫量。二硫化鉬對(duì)鎂基儲(chǔ)氫材料具有良好的分散效果，其熱穩(wěn)定性良好，包覆在顆粒表面可以有效防止儲(chǔ)氫材料氧化，添加量10 wt.％時(shí)的放氫峰溫最低，是402.0℃。當(dāng)碳和二硫化鉬的添加量較大時(shí)，其潤(rùn)滑作用的增強(qiáng)使儲(chǔ)氫材料中的鎂粉產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，不利于鎂粉粒度的減小，阻礙了儲(chǔ)氫材料的氫化。

3、
　　除了添加助磨劑以外，添加金屬催化劑能有效地在鎂粉表面催化氫分子的解離，也能顯著降低儲(chǔ)氫材料的放氫溫度，提高儲(chǔ)氫材料的氫化程度，提高材料的儲(chǔ)氫量。其中添加10 wt.％金屬鈷和40 wt.％微晶碳的儲(chǔ)氫材料的放氫始溫是201.7℃，放氫峰溫271.4℃，放氫末溫是299.5℃，比純氫化鎂的放氫始溫和放氫峰溫分別低了150℃和120℃。通過(guò)對(duì)氫氣球磨制備的儲(chǔ)氫材料80Mg20Co放氫前后以及靜態(tài)儲(chǔ)氫后的SEM照片觀察，表明添加了

4、金屬鈷球磨制備的材料粒度很小。通過(guò)對(duì)分別添加10 wt.％、15 wt.％、20 wt.％金屬鈷在1 MPa氫氣壓力下球磨3h的儲(chǔ)氫材料的XRD檢測(cè)，表明隨著金屬鈷添加量的增加，儲(chǔ)氫材料中金屬鎂和MgH2的晶粒逐漸減小，非晶化程度增加，表明鈷在球磨中起到了良好的助磨作用。對(duì)材料的DSC和TPD曲線分析，表明隨著金屬鈷添加量的增加儲(chǔ)氫材料粒度和晶粒都逐漸減小，有利于金屬鎂的氫化，同時(shí)金屬鈷的催化作用使儲(chǔ)氫材料的放氫始溫和放氫峰溫都逐漸降低