宦清清
,
朱云峰
,
卫灵君
,
李李泉
稀有金属材料与工程
分别通过物理法和化学法制备石墨烯载镍催化剂(Ni/Graphene),并采用球磨预处理或超声分散的方式与镁粉混匀,结合氢化燃烧合成和机械球磨复合技术制备镁-镍/石墨烯(Mg-Ni/Graphene)复合物储氢材料.采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了材料的相组成、微观形貌和吸放氢性能.比较发现,添加化学法制备的Ni/Graphene并采用球磨预处理的Mg-Ni/Graphene复合物具有最佳的吸放氢性能,复合物的起始放氢温度降低,放氢速率加快.其在373 K温度下,100 s内就基本能达到饱和吸氢量6.21％(质量分数)；553 K,1800 s内完全放氢,且放氢量达到6.05％.球磨预处理使得Ni/Graphene更均匀的与Mg接触,利于发挥Ni的催化作用和石墨烯优异的导电导热性.化学法制备的Ni/Graphene原位还原出纳米晶Ni,有利于形成纳米级Mg2NiH4晶粒,促进复合物储氢性能的改善.
关键词:
石墨烯载镍
,
镁基合金
,
氢化燃烧合成
,
机械球磨
,
储氢性能
王稳
,
罗永春
,
邱建平
,
康龙
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.08.004
用真空电弧熔炼制备AB2型Sc0.8 Zr0.1Y0.1 Mn2-xNix(x=0 ～2.0)储氢合金,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)研究了吸氢前后Ni元素替代Mn对ScMn2基合金微观结构的影响,用Sievert装置和热重-差热分析仪(TG/DSC)测试了合金的压力-组成-温度(P-C-T)曲线和吸放氢动力学.研究结果表明,合金铸态组织主要由Laves主相和少量ScNi及富Y的第二相组成,其中稀土Sc和Y元素易与Ni形成相应的金属间化合物相.随Ni含量x的增加,合金基体的Laves相组织结构由C14型向C15型转变,x=0时,合金组织基本为C14型Laves相单相组织,x=2.0时,合金组织则完全转变为C15型Laves相单相组织.Ni元素替代Mn对合金的气态吸放氢动力学行为和吸氢P-C-T曲线影响较大.随Ni含量的增加,合金吸氢动力学与活化性能逐渐变慢,但其放氢温度明显降低,氢化物生成焓减小(-35.05～-18.72kJ ·mol-1),储氢平台压升高,储氢容量降低;室温时合金最大储氢量达2.18％(质量分数),储氢后其晶格膨胀率△V/V为10.63％～27.32％,吸氢前后合金主相仍保持C14型或C15型相结构,并未发生新的氢致相变,亦无氢致非晶化现象.
关键词:
Sc基Laves相合金
,
Ni元素替代影响
,
微观结构
,
储氢性能
杨阳
,
朱云峰
,
卫灵君
,
宦清清
,
李李泉
稀有金属材料与工程
采用化学法制备多壁碳纳米管载镍催化剂(Ni/MWNTs),并将其加入到镁粉中,结合氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)和机械球磨(Mechanical Milling,MM),即HCS+MM复合技术制备Mg85-Ni经x/MWNTs15-x(x代表质量百分数,x=3,6,9,12)合金.通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电镜以及气体反应控制器研究了材料的晶体结构、微观形貌和吸放氢性能.结果表明:Mg85-Ni9/MWNTs6合金具有最佳综合吸放氢性能,其在373 K,吸氢量达到5.68％(质量分数,下同),且在100 s内就基本达到饱和吸氢量;在523 K,1800 s内的放氢量达到4.31％.Ni/MWNTs催化剂的添加,不但起到催化的作用,而且MWNTs具有优异的纳米限制作用,使得催化剂的粒径限制在纳米级,有利于限制产物中Mg2NiH4颗粒的长大.另外Ni与MWNTs存在协同催化作用,当它们达到一定比例时,对合金的吸放氢促进作用达到最优化,明显改善了合金的吸放氢性能.
关键词:
多壁碳纳米管载镍
,
镁基合金
,
氢化燃烧合成
,
机械球磨
,
储氢性能
马行驰
,
岳留振
,
何国求
,
何大海
,
张俊喜
材料导报
机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺.对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述.总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢舍金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量.未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展.
关键词:
镁基储氢合金
,
机械合金化
,
储氢性能
,
复合材料
郭皓
,
邹建新
,
曾小勤
,
丁文江
稀有金属材料与工程
采用直流电弧等离子体法结合原位钝化法制备Mg-Nb和Mg-Nb2O5复合储氢材料超细粉体,并利用ICP、XRD、TEM、P-C-T、TG-DTA等测试手段研究对比粉体的成分、相组成、微观形貌、颗粒粒径和吸放氢性能.ICP分析显示Mg-Nb粉中Nb含量高于Mg-Nb2O5粉,但均低于初始含量.XRD和TEM皆在Mg-Nb粉中发现MgNb2O3.67相,而Mg-Nb2O5中有NbO2.46新相生成.Mg-Nb粉的P-C-T曲线吸放氢平台更平坦,滞后更小;计算出Mg-Nb粉的氢化生成焓为-73.33 kJ/mol H2,低于Mg-Nb2O5粉的-82.45 kJ/mol H2.氢化后粉体的TG-DTA分析,Mg-Nb粉的放氢峰更尖锐,放氢速度更快.Mg-Nb粉体更佳的热力学和动力学性能证明钝化引入的氧化物MgNb2O3.67起到了催化作用,而Mg-Nb2O5中的NbO2.46由于含量少、分布不均匀等原因催化效果差.以上结果证明经过钝化获得氧化物的催化效果好于直接电弧蒸发.
关键词:
Mg-Nb
,
Mg-Nb2O5
,
直流电弧等离子体法
,
复合储氢材料粉体
,
储氢性能
付卫国
,
刘晓鹏
,
叶建华
,
闫敏艳
,
王树茂
,
蒋利军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.04.003
采用高能球磨制备了不同摩尔量KF掺杂的MgH2-2LiNH2-xKF(x=0,0.015,0.025,0.050,0.100)储氢材料,采用XRD,DSC-MS和Sieverts方法研究了材料物相与储氢性能.结果表明,KF的掺杂促进了球磨过程中MgH2-2LiNH2向Mg(NH2)2-2LiH的转变,KF掺杂的样品放氢后出现KH的衍射峰.KF的掺杂显著提高了MgH2-2LiNH2材料放氢动力学性能,降低了放氢反应起始温度和激活能,且放氢过程有效抑制了NH3的释放,其中0.05 mol KF掺杂MgH2-2LiNH2体系放氢性能最优.
关键词:
储氢材料
,
LiNH2
,
储氢性能
,
DSC
张国芳
,
张羊换
,
刘卓承
,
许剑轶
,
张胤
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140117
采用水热法合成纳米Ce1-x(Eu0.5La0.5)xO2及Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2固溶体,通过结构及光谱性能分析表征了掺杂效应.与纯CeO2相比,CeO2基固溶体的晶胞参数变大,紫外漫反射的吸收边发生移动,拉曼光谱的F2g特征振动峰向低波数方向移动.将掺杂固溶体作为添加剂与Mg2Ni合金混合进行球磨处理,对得到的复合材料进行结构及储氢动力学表征.XRD结果表明,复合材料的纳米晶比例升高.储氢动力学测试结果表明,固溶体添加剂使材料表面反应的可逆程度得到优化,Mg2Ni合金体内的氢原子扩散速率及氢扩散系数也得到了提高.
关键词:
掺杂CeO2基固溶体
,
Mg2Ni
,
球磨
,
储氢性能
张国芳
,
张羊换
,
许剑轶
,
侯忠辉
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201603025
采用熔炼法制备La0.60Pr0.15Mg0.25Ni3.2Co0.20Si0.10铸态储氢合金,将铸态合金分别在950℃条件下退火处理3h,以及以1m/s的速度进行快淬处理.系统研究三种合金的结构及储氢性能.XRD结果表明,退火及快淬处理后合金的相结构未发生明显变化,主相均为LaNi5相.电化学性能测试证明,与铸态合金相比,退火及快淬态合金的最大放电容量及循环稳定性均得到提升.动力学测试结果说明退火及快淬处理的合金高倍率性能降低,表面电荷转移电阻增大,交换电流密度升高,其中退火合金的极限电流密度具有最大值.
关键词:
La0.60Pr0.15Mg0.25Ni3.2Co0.20Si0.10合金
,
退火
,
快淬
,
储氢性能
翟亭亭
,
杨泰
,
袁泽明
,
许胜
,
张羊换
稀有金属
采用真空感应熔炼方法制备了La1-xSmxMgNi3.6Co0.4(x=0～0.4)合金,并系统研究了Sm替代La对合金相结构、形貌、以及贮氢性能的影响.利用XRD和SEM分析了合金的相结构.结果表明,合金包含LaMgNi4和LaNi5两相;La1-xSmxMgNi3.6Co0.4(x=0～4)系列合金在348 K,3 MPa下的气态吸氢量(质量分数,％)随着Sm添加呈现逐渐降低的趋势,分别为1.859、1.707、1.585、1.578、1.471;合金的P-C-T曲线显示LaMgNi4相在吸放氢时有平坦的平台压,同时通过在323,348,373K下对合金P-C-T曲线的研究表明,La1-xSmxMgNi3.6Co0.4 (x=0～0.4)合金中LaMgNi4相在吸氢过程中的焓变在x=0时为-40.37 kJ/mol,随着Sm替代量增加到x=0.4,焓变降到了-26.99 kJ/mol.而熵变也从x=0时的-101.9 J·(mol/K)-1降到了x=0.4时的-77.56 J·(mol/K)-1;La1-xSmxMgNi3.6Co0.4(x=0～0.4)合金的电化学合金测试表明,最大放电容量随着Sm替代量的增加从347 mAh/g降到了270.5 mAh/g,但是合金的循环稳定性随着Sm替代的增加得到了很大的提高.
关键词:
La-Mg-Ni系合金
,
贮氢性能
,
焓变
,
熵变
,
电化学性能
