不同晶型Ni的制备及对MgH2储氢性能影响开题报告
2020-07-25 22:44:27
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
文 献 综 述
1.引言
随着人类社会经济的不断发展，能源的消耗总量也在不断增加，特别是十八世纪工业革命以后，人类社会对如煤炭、石油、天然气等化石燃料的消耗急剧增加。人类社会文明得到了快速发展的同时，由于化石燃料的大量使用，造成了环境污染和能源枯竭不可逆的严峻后果。因此，发展可持续的清洁能源的任务迫在眉睫。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
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1. 本课题要研究或解决的问题 镁基材料是当前最具潜在应用价值的固态储氢材料，其成本低，储氢容量高；但是较高的吸放氢热力学和缓慢的动力学限制了镁基材料的实际应用。研究表明，纳米化和催化可以有效改善镁基储氢材料的性能，前期研究主要集中在Ni的形貌和尺寸等对镁基储氢材料的影响，而关于不同晶型的Ni对镁基储氢材料的影响研究尚有不足。因此，本课题在已有研究基础上，制备不同晶型Ni基催化剂，研究不同晶型Ni对Mg基氢化物储氢性能的影响。 具体研究内容为： （1）不同晶型镍基催化剂合成工艺探索和结构表征； （2）球磨复合催化剂和MgH2； （3）球磨产物储氢性能研究，包括气态储氢性能的各项表征，对比研究不同晶型Ni催化剂对MgH2储氢性能的影响； （4）球磨产物微观结构表征分析，将微观结构和宏观性能进行关联。 2. 拟采取的研究手段（途径） 我们依据材料成分体系设计→镍基催化剂制备→球磨产物合成→产物储氢性能测试和结构表征，系统开展不同晶型镍催化剂的制备及其对MgH2储氢性能的研究。 （1）不同晶型镍催化剂的制备及表征 通过水热法等多种途径探索制备不同晶型的Ni催化剂，通过优化工艺，实现纳米尺度的Ni催化剂制备，并通过XRD和TEM等对其进行有效地微观组成和结构的表征。 （2）球磨产物合成及其工艺参数优化 根据实验室已有研究，采用球磨工艺将不同Ni催化剂与MgH2复合。工艺参数包括预球磨处理球料比，球磨转速，球磨时间等，通过对诸多工艺参数的优化制取具有高活性，纳米镁基储氢材料。 （3）球磨产物储氢性能测试和结构表征 气态储氢方面，将采用DSC和PCT测定制备的镁基储氢材料的起始吸放氢温度、脱氢量以及热学参数；根据Van#8217;t Hoff方程和Arrhenius方程分别计算样品的吸放氢反应的焓变和反应活化能，分析确定不同晶型Ni对MgH2储氢性能的影响。 （4）球磨产物微观结构表征 通过产物微观结构表征研究合成工艺对产物形貌、晶型结构和储氢性能的影响，尝试分析产物的制备工艺、微观结构以及综合储氢性能之间的内在联系。采用X射线衍射(XRD)和Rietveld全谱拟合的方法测定材料的晶胞参数、相组成及相对丰度等晶体学参数；采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及高分辨率电镜(HRTEM)观察材料的表面形貌，内部缺陷、各相存在及结合状态等；采用X射线能谱(EDS)以及选取电子衍射(SAED)分析材料中元素种类、分布以及相组成等。
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