鎂基納米粒子的制備、表征及儲(chǔ)氫性能.pdf

1、氫能源由于效率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)，將逐步取代化石燃料而成為將來(lái)主要的能源形式。氫能源使用過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是找到一個(gè)很好的儲(chǔ)存氫的方式。鎂基儲(chǔ)氫材料由于質(zhì)量輕、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、儲(chǔ)氫量大等特點(diǎn)而成為大家研究關(guān)注的重要對(duì)象。但是，目前鎂基合金材料的研究面臨兩個(gè)主要的困難，這便是儲(chǔ)氫性能差及制備困難。 本論文主要是通過(guò)氫等離子體電弧法制備鎂基納米粒子，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及儲(chǔ)氫性能分析。本論文目的包括兩個(gè)方面：1、探索在多種氣氛、多

2、種原料成分配比條件下鎂基納米粒子的形成規(guī)律，總結(jié)鎂基納米粒子制備的最佳工藝條件、生長(zhǎng)機(jī)理及過(guò)程模擬；2、研究Mg-Ni合金納米粒子的制備及表征，探索具有良好的儲(chǔ)氫性能的納米粒子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及特性。 我們以純金屬M(fèi)g為原料分別在氫氬、甲烷、硅烷氣氛下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并采用X射線衍射，透射電鏡，差熱分析對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)生成的納米粒子在相組成和微觀形貌上都有很大的差異。氫氬氣氛下得到的產(chǎn)物為純鎂粒子，氧化物含量很少，其粒子尺寸較大，呈

3、六方形；甲烷氣氛中甲烷裂解出來(lái)的C在鎂粒子表面析出沉積，形成一層非晶碳層；而在硅烷氣氛時(shí)硅烷裂解出來(lái)的Si原子直接與鎂發(fā)生化合反應(yīng)結(jié)合生成Mg<,2>Si。 研究了Mg/TriO<,2>復(fù)合納米粒子的制備，發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)TriO<,2>包覆于Mg核粒子表面，形成薄且疏松的包覆層，六方形晶體慣態(tài)的Mg納米粒子經(jīng)過(guò)TriO<,2>包覆后形成了球形粒子，并且復(fù)合粒子尺寸比純鎂粒子要更小，抗氧化性能得到了提高。復(fù)合粒子的形成機(jī)理符合定量氧輔