Al-輕質金屬絡合氫化物復合體系優(yōu)化設計、制備與產氫機理研究.pdf

1、本文在全面綜述制氫技術和鋁基復合制氫材料的研究現(xiàn)狀的基礎上，以Al-LiBH4體系為研究對象，采用機械球磨法制備了一系列鋁基復合制氫材料，采用排水取氣法研究了該鋁基復合材料的放氫性能。探討了不同球磨條件、摻雜劑等對材料放氫性能的影響。并運用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等對復合材料進行表征，進而對復合材料與水反應制氫的機理進行詳細研究。
　　 本文制備了Al-LiBH4系列鋁基復合材料。該材料的產氫性能和XRD分析結果

2、表明，反應溫度升高，有利于金屬鋁和LiBH4之間的相互促進作用，提高材料的氫氣產量及產率。常溫下該復合材料與水反應迅速，氫氣產量高。于30∶1球料比、球磨5h的Al-25wt％LiBH4制備的復合材料，30min內每克材料可以產生720mL氫氣;當反應溫度升高至90℃時，同種材料在30min內的氫氣產量高達2030mLH2/g，氫氣產率達95％;而在90℃反應時Al-30wt％LiBH4材料的氫氣產量為2210mLH2/g，氫氣產率在9

3、6％以上。
　　 本文還在A1-LiBH4的基礎上添加添加劑(鈦粉(Ti)、鉍粉(Bi)、氫化鋰(LiH)、Li3AlH6、氫化鋁銼(LiAlH4)、氫化鈣(CaH2)、氯化鈉(NaCl)和無水氯化錫(SnCl2》改善復合材料的制氫性能。Al-LiBH4-Bi具有高氫氣產量，Al-15wt％LiBH4-5wt％Bi的氫氣產量達到了1310mL/g，但其最高產氫速率較低為1390mL/g·min;Al-LiBH4-LiH體系產氫速

4、率快，Al-5wt％LiBH4-5wt％LiH的氫氣產量為750mL/g，氫氣產率為47％，產氫速率很高為2135mL/g·min。同時在Al-LiBH4體系中加入Bi和LiH組成四元體系，Al-5wt％LiBH4-3wt％LiH-2wt％Bi的氫氣產量為1085mL/g，氫氣產率為70％，產氫速率為4340.3mL/g·min。Al-15wt％Li3AlH6復合材料的氫氣產量為1465mL/g，反應的產氫率為94％，最大產氫速率為21

5、10mL/g·min。
　　 本文以Al-5wt％LiBH4為研究對象，采用Bi部分取代Al制備了Al-5wt％LiBH4-Bi三元體系。并且討論了球磨時間、球料比、球磨速度分別對Al-5wt％LiBH4-3wt％Bi復合材料的產氫性能的影響。結果表明，球料比為30∶1、球磨速度為500r/min球磨3.5h的復合材料的氫氣產量最高為1480mL/g，最大產氫速率較低為975mLH2/g·min。若降低球料比(20∶1)、球磨速