1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1 引言

随着化石能源的枯竭，寻找可持续发展的能源道路，开发利用清洁、绿色新能源无疑是极其重要的解决能源问题的方案。其中，氢能是洁净、理想的二次能源，是当前能源科学界研究的重中之重。目前传统的储氢合金由于原料丰富、制备简单、吸放氢综合性能好而得到了应用，但此类储氢材料的缺陷在于储氢容量低，而且其实际容量已接近理论储氢容量，进一步上升的空间有限，很难满足车载燃料电池对供氢材料的要求^[1]。因此，开发新型储氢材料和储氢技术成为氢能研究领域的首要目标。为解决氢化物储氢材料存在的问题，各国的科研工作者开展了大量的研究工作，提出了各种改进轻金属氢化物的吸放氢性能的办法，如纳米掺杂催化、离子替代、高能球磨等^[2]，这些方法在一定程度上改善了轻质金属氢化物的储氢性能，但仍不能从根本上解决轻金属氢化物材料动力学缓慢的问题。纳米限域是将材料填充到纳米孔道里，利用材料和纳米孔道的相互作用，促进反应的进行。近年来，纳米限域逐渐发展成为改善储氢材料热力学和动力学的新方法。其主要优点表现在以下三个方面：(1)增加了反应物的表面积；(2)缩短了氢扩散距离；(3)增加了晶粒的边界数量，从而有利于氢的释放和吸收，改善材料的吸放氢的动力学和热力学性能^[3]。

这篇报告中，将探讨纳米限域储氢材料的性能及相关原有制备方法，并探讨利用喷雾造粒这一新方法去实现聚合物限域，以包裹镁基合金，在限域的条件下解决镁基合金有效吸放氢以及吸放氢速度较慢这一缺点，并解决材料在纳米状态下由于表面能过大导致材料之间重新粘连而导致反应速率下降的问题。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

为解决氢化物储氢材料存在的问题，各国的科研工作者已经提出了各种改进轻金属氢化物的吸放氢性能的办法，如纳米掺杂催化、离子替代、高能球磨等，这些方法在一定程度上改善了轻质金属氢化物的储氢性能，但仍不能从根本上解决轻金属氢化物材料动力学缓慢的问题。纳米限域能够利用材料和纳米孔道的相互作用，促进反应的进行。而聚合物材料具有丰富的活性基团、可调控的孔道结构、较低的质量密度，可以有效提高了热分解的动力学性能，降低了反应温度，两者相结合为储氢材料提供了新的途径。本课题的目标是寻找出出一种普通的、低成本的、快速并且可扩展的喷雾造粒的方法制备聚合物限域镁基合金储氢材料，并且研究相关产物的性能，为储氢材料的发展提供新的可能性。

试验方法方法参考Arnau Carne Sanchez在制备纳米金属骨架化合物时所用到的方法，利用小型喷雾干燥机，对喷雾造粒装置的进料速率、气体流速、入口温度等等进行控制，寻找出能够生产出合格的聚合物限域镁基合金的最佳搭配。