共摻雜及介孔硅負(fù)載NaAlH4儲(chǔ)氫性能研究.pdf

1、作為一種新型儲(chǔ)氫體系，鋁氫類配位氫化物儲(chǔ)氫材料由于其高的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度吸引了人們廣泛的研究興趣。動(dòng)力學(xué)性能差及可逆條件苛刻是限制該類儲(chǔ)氫材料廣泛應(yīng)用的最大“瓶頸”。本文以NaAlH4為研究對(duì)象，采用共摻雜多孔材料（活性炭AC，介孔硅SBA-15）和TiF3以及介孔硅負(fù)載NaAlH4兩種方法改善體系的儲(chǔ)氫性能，分別研究了NaAlH4+TiF3+AC和NaAlH4/SBA-15兩種復(fù)合儲(chǔ)氫材料的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能以及循環(huán)穩(wěn)定性能。

2、
　　采用高能球磨法制備了多孔材料和TiF3共摻雜NaAlH4復(fù)合儲(chǔ)氫材料。通過(guò)對(duì)NaAlH4+TiF3+AC和NaAlH4+TiF3+ SBA-15的放氫動(dòng)力學(xué)以及循環(huán)穩(wěn)定性能對(duì)比得知，共摻雜AC后樣品的儲(chǔ)氫性能更為優(yōu)良。共摻雜AC后樣品的前兩步放氫起始溫度為126℃和175℃，與共摻雜SBA-15相比，分別降低了24℃和15℃;且樣品在4次循環(huán)中顯示有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在160℃和真空下放氫240min，可逆儲(chǔ)氫量達(dá)4.8wt

3、％。結(jié)合再氫化動(dòng)力學(xué)性能以及XRD、SEM分析得知，共摻雜AC抑制了球磨及循環(huán)過(guò)程中NaAlH4的分解以及顆粒的長(zhǎng)大，提高了有效儲(chǔ)氫量，從而改善了NaAlH4+TiF3放氫性能以及循環(huán)穩(wěn)定性能。
　　進(jìn)一步系統(tǒng)研究了NaAlH4+3mol％TiF3+10wt％AC復(fù)合儲(chǔ)氫材料的放氫性能、再氫化性能以及CO毒化性能。研究結(jié)果表明:TiF3和AC對(duì)NaAlH4放氫-再氫化過(guò)程具有協(xié)同催化作用，樣品在50℃下即可開(kāi)始放氫，AC摻雜量為2

4、0wt％時(shí)，樣品在130℃和9MPa下吸氫200min即可完成理論吸氫量的84％;摻雜AC一方面能夠有效使含Ti相均勻分布在NaAlH4表面，從而改善了樣品的放氫性能，另一方面能夠抑制再氫化過(guò)程中顆粒的團(tuán)聚，加快了NaH、Al等的遷移過(guò)程，從而顯著改善了樣品的再氫化性能。此外，對(duì)NaAlH4+TiF3+AC樣品進(jìn)行1％CO-H2毒化研究表明:隨著循環(huán)的進(jìn)行，樣品吸放氫動(dòng)力學(xué)降低，有效儲(chǔ)氫量也逐漸降低，CO毒化程度加深。
　　采用高

5、溫熔融法制備了介孔硅SBA-15負(fù)載NaAlH4儲(chǔ)氫材料。研究結(jié)果表明:在不添加催化劑的情況下，NaAlH4/SBA-15可在160℃和真空下放氫，且在9MPa和130℃下實(shí)現(xiàn)了NaAlH4的放氫后再氫化反應(yīng);采用不同成分配比的NaAlH4負(fù)載于SBA-15上在160℃下測(cè)試其放氫動(dòng)力學(xué)性能結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)從30％增加至70％，NaAlH4的放氫量先增加后減少，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％時(shí)，NaAlH4的放氫量達(dá)最大;NaAlH4/SBA-1