金属间化合物LaCo13的电化学储氢性能研究

研究了金属间化合物LaCo13的电化学储氢性能,分别考察了LaCo13电极的活化、电化学容量、温度特性、电位特性、循环寿命和高倍率放电性能,并采用电化学阻抗谱技术研究了LaCo13电极过程的动力学性能.结果表明,LaCo13在电解液中具有较高的电化学容量和良好的循环寿命,温度由30℃升高到60℃时,LaCo13电极的电化学容量从339升高到388 mAh·g-1,但放电平台压较低,高倍率放电性能不如AB5型合金.LaCo13电极过程动力学性能表明,其吸放氢是由电化学反应和氢的扩散混合控制.     

钆基低温磁制冷无机化合物的研究进展

简要介绍了磁制冷的基本原理、表征及磁热效应的影响因素,综述了近期钆基无机化合物磁致冷剂的研究进展。近年来通过将碳酸根、硫酸根、磷酸根、氢氧根、卤素离子等相继引入钆基化合物,得到了一系列在超低温范围内具有高的磁熵变的钆基无机化合物,通过对这些钆基无机框架化合物的总结和讨论,探究了这类磁致冷材料的发展趋势。     

氨基硼烷化合物的合成及应用研究进展

氨基硼烷化合物近年来在储氢材料的开发以及在有机合成中的应用非常广泛。本文综述了氨基硼烷的合成及其作为储氢材料的研究进展,以及近十几年来氨基硼烷在有机合成中作为还原试剂、在不对称还原反应中作手性催化剂及其他反应中的应用研究进展。指出加入金属氢化物制备的金属氨硼烷具有较优的放氢性能、可再生氨硼烷储氢材料的开发和制备是储氢材料新的发展方向;发展清洁高效的绿色还原体系和高选择性的手性氨硼烷催化剂是氨硼烷研究领域的新热点;氨硼烷试剂在储氢材料开发和绿色还原试剂领域具有潜在的实际应用价值。     

金属-碳基储氢材料计算与实验研究*

氢能以其资源丰富和环境友好性成为未来最具发展潜力的能源。储氢技术是氢能应用中的关键问题。随着计算材料学的发展,利用密度泛函和量子机制第一性原理研究已知材料储氢性能和寻找潜在的新型优良储氢载体已成为当前研究储氢材料的有效方法。本文综述了近年来金属-碳基储氢材料中的金属修饰碳纳米管、C₆₀材料和过渡金属-乙烯复合物的理论计算与实验研究进展,并对该领域未来的研究工作进行了展望。     

金属-有机框架材料在液相催化化学制氢中的研究进展

金属-有机框架(MOFs)材料是由金属簇节点或金属离子与有机配体连接而成的典型的无机-有机杂合物, 作为一类新兴的无机多孔晶态材料, MOFs因具有高度有序的多孔性、 结构可裁剪性、 高比表面积及灵活多变的骨架类型等优点而在工业合成、 能源开发、 环境治理和生物制药等领域展现出广阔的应用前景. 本文从氢能源的开发利用出发, 总结了近年来MOFs基纳米复合材料在催化化学制氢方面的研究进展. 讨论了常见的含氢量高的化学储氢材料, 包括氨硼烷、 甲酸和水合肼等; 催化材料主要有单一MOFs、 MOF基贵金属和非贵金属复合材料及MOF基衍生材料等. 最后, 对MOF基复合材料在液相催化化学储氢中的应用前景进行了展望.     

含Co或Ni的双金属及三金属纳米颗粒制备方法及其催化制氢性能

常见的氢气储存方法有液态储氢、高压气态储氢、有机化合物储氢、金属氢化物储氢、吸附储氢及液相化学储氢材料储氢等,其中液相化学储氢材料由于具有含氢量高、且可按时即需释放氢气的优点,引起了研究人员的广泛关注;选择合适的催化剂催化液相储氢材料制氢已成为一个研究热点。含有Co或Ni的双金属或三金属纳米颗粒是一种极具应用前景的催化剂,具有价格低廉、储量丰富和催化性能优异等众多优点。本文综述了含Co或Ni的双金属或三金属纳米颗粒的制备方法及其催化制氢性能,并提出了其目前研究中存在的问题和未来潜在的发展方向。     

金属-氮-氢体系储氢材料

氢能作为未来理想的清洁能源之一,已经成为全球研究的重要领域,而在氢能的应用中最关键的问题是氢气的存储.近年来,人们的研究集中在固态储氢材料上,许多新型储氢材料不断出现,其中由轻元素组成的金属-氮-氢体系拥有储氢容量高、可逆性好等优点,被认为是最有前景的储氢材料之一.目前金属-氮-氢体系已经发展出许多体系,而研究最多的是Li-N-H和Li-Mg-N-H两种体系.本文重点综述了两者作为可逆储氢材料的研究现状,主要从制备方法、储氢性能、反应机理、理论计算和存在的问题等方面进行了讨论,同时指出了金属-氮-氢储氢体系的发展趋势.     

稀土合金Gd5(SixGe1-x)4(0.24＜x≤0.5)的场诱导相变

基于对室温磁致冷材料稀土合金Gd5(SixGe1-x)4(0．24＜x≤0．5)主要实验结果的分析与研究，提出了该系合金场诱导相变的一个理论描述。按照Landau-Devonshire理论和次晶格假设，合理地解释了该系合金的磁行为，并且其数值结果与实验数据较为一致。     

稀土元素改性钒基固溶体储氢合金研究进展

钒基固溶体储氢合金具有体心立方(BCC)结构,储氢质量分数在3.8%以上,充放电容量为1052 mA·h/g,优于AB₂和AB₅等系列合金,并且在常温常压下表现出较高的氢溶解度和扩散系数,因此在氢储运系统以及氢能源供应等领域具有广阔的应用前景,但钒基固溶体合金存在着活化难度大、放氢条件苛刻、循环寿命短以及对氧敏感易氧化等问题。研究表明,稀土对多种固态储氢材料均有很好的改性作用,将稀土元素通过元素替代或掺杂的方式加入到钒基固溶体合金中,有助于生成高活性的稀土或稀土氧化物第二相,可明显改善材料的吸放氢热力学、循环稳定性以及抗毒化性质,同时可减少材料内的氧含量,提高材料的活化特性。电化学性能方面,稀土元素的添加能显著提升合金电极的循环稳定性、耐腐蚀能力以及高倍率放电性能。因此,稀土元素取代是实现钒基固溶体储氢材料实际应用的一项行之有效的方法。本文报道了近30年稀土改性钒基固溶体储氢合金的研究现状,重点总结了稀土元素的作用机制,并对今后重点研究方向进行了展望。     

联三吡啶配体组装及其金属络合物性能*

金属-配体间的配位作用是超分子化学中最重要的相互作用之一,寡聚吡啶配体可以与许多过渡金属离子配位,形成具有独特磁、光物理和电化学性质的过渡金属配合物,因此联三吡啶配体过渡金属配合物性能研究引起化学家的广泛关注。本文系统综述了联三吡啶配体及其衍生物的组装策略及其过渡金属配合物的光化学与光物理性能,包括单极、二极及多极配体以及由这类配体组装得到的各种拓扑结构的单核、多核过渡金属配合物,如线型金属寡聚物、金属聚合物、金属大环化合物、有机金属树枝状化合物等,并介绍这些配合物在该领域研究和应用前景。     

Metal alloys and carbon nanomaterials as potential hydrogen storage materials

Comparative analysis of metals (as well as their alloys and intermetallic compounds) and various carbon nanomaterials as working substances for hydrogen storage and transportation systems has been performed. It has been shown that, because of the fundamental difference in the nature of interaction with hydrogen of these two large classes of compounds, the fields of their application (as well as their performance) are certainly different. Some theoretical calculations and concepts concerning the hydrogen capacity of the materials under consideration have been critically surveyed.     

La-Fe-M(M=Al, Si)化合物磁热性能研究进展

介绍了La-Fe-M(M=AI,Si)化合物在磁热性能研究方面的最新进展。具有NaZn13型晶体结构,含高浓度Fe的La-Fe—M(M=AI,Si)化合物为良好的软磁材料;用少量的Co替代化合物中Si,Al元素可以将化合物的居里温度提高至室温;对La(Fe1-yCoy)xSi13-x化合物,适量的Si,Co组合可使化合物在室温产生可与Gd5Si2Ge2比拟的磁热效应;加入适量的间隙原子H,也可使La(FexSi1-x)13在室温的磁热性能远远大于金属Gd;对含Si量低及含Si量高的La(FexSi1-x)13化合物在相转变点附近由温度和磁场诱导相变的本质做了详细阐述。     

二氧化铈表面氧的活化及对氧化反应的催化作用

稀土催化材料的研究和发展为La和Ce等高丰度稀土元素的高质、高效利用提供了有效的途径．Ce基催化剂由于具有优异的储放氧性能,在氧化反应中得到广泛应用．本文介绍了采用理论模拟的方法,在研究Ce的4f轨道和结构弛豫对CeO2氧空位的形成和迁移中的作用以及作为载体时助催化作用的最新研究成果,提出了铈锆固溶体高储放氧性能的本质原因,为进一步制备高性能的氧化铈基储放氧材料和催化剂提供了理论基础．同时,对铈基催化剂在甲烷催化燃烧、CO催化氧化和卤代烃催化燃烧等反应中的应用和催化作用进行了综述,重点讨论了CeO2及其复合催化剂的氧化还原性能与其活性之间的关系．最后对在铈基催化剂研究中存在的问题和发展思路提出了思考和展望．     

Problem of hydrogen storage and prospective uses of hydrides for hydrogen accumulation

Merits and demerits of existing methods of hydrogen storage are discussed. Special attention is given a metal hydride technology based on the ability of metals, intermetallic compounds, and alloys for reversible reaction with hydrogen. It is noted that the basic advantages of metal hydrides are a high volumetric hydrogen content, operational safety, technological flexibility, and low power inputs on hydrogen absorption and desorption.     

A new material for hydrogen storage; ScAl0.8Mg0.2

A novel aluminium rich alloy for hydrogen storage has been discovered, ScAl_0.8Mg_0.2, which has very promising properties regarding hydrogen storage capacity, kinetics and stability towards air oxidation in comparison to hydrogen absorption in state-of-the-art intermetallic compounds. The absorption of hydrogen was found to be very fast, even without adding any catalyst, and reversible. The discovered alloy crystallizes in a CsCl-type structure, but decomposes to ScH₂ and Al(Mg) during hydrogen absorption. Detailed analysis of the hydrogen absorption in ScAl_0.8Mg_0.2 has been performed using in situ synchrotron radiation powder X-ray diffraction, neutron powder diffraction and quantum mechanical calculations. The results from theory and experiments are in good agreement with each other.     

Superior (de)hydrogenation properties of Mg-Ti-Pd trilayer films at room temperature

In this paper, a series of Mg-Ti-Pd trilayer films with various thicknesses of the Ti interlayer were prepared by magnetron sputtering. The trilayer films could be reversibly (de)hydrogenated at room temperature. The relationship between structure and properties of Mg-Ti-Pd trilayer films was comprehensively investigated. Our studies showed that the hydrogen storage properties of Mg-Pd films were significantly improved with the addition of a Ti interlayer. The optimal hydrogenation properties were obtained when the Ti interlayer was 1 nm. The superior hydrogenation properties achieved by introduction of the Ti interlayer could be attributed to several aspects: prevention of Mg-Pd alloying; catalytic dissociation of H(2) molecules and provision of heterogeneous nucleation sites. These results were elucidative for the development of high performance intermetallic hydrogen storage materials and thin film based functional devices.     

Sm2Fe17-xSbx的化学合成与磁性质

稀土与铁形成的 L n2 Fe17金属间化合物的居里温度较低 ,不能用于永磁材料 .近年来的研究表明 ,当 L n2 Fe17金属间化合物的间隙格位被氮占据时可大大提高材料的居里温度和饱和磁化强度 [1,2 ] ,但由于形成的金属氮化物属于热力学亚稳相 ,因而只能用于粘结磁体 .为得到性能更好、更加稳定的稀土永磁材料 ,人们对其它元素取代的 Ln2 Fe17进行了大量的研究 ,发现一些主族和过渡金属元素 (如 Al,Ga,Cr或 Si等 )取代 Sm2 Fe17中的部分铁可以改善材料的磁性能 [3] ;从以往对铁系金属间化合物的结构与磁性的研究可以知道 ,部分取代使稀土 -铁…     

Determination of the heat of hydride formation/decomposition by high-pressure differential scanning calorimetry (HP-DSC)

Among the thermodynamic properties of novel materials for solid-state hydrogen storage, the heat of formation/decomposition of hydrides is the most important parameter to evaluate the stability of the compound and its temperature and pressure of operation. In this work, the desorption and absorption behaviors of three different classes of hydrides are investigated under different hydrogen pressures using high-pressure differential scanning calorimetry (HP-DSC). The HP-DSC technique is used to estimate the equilibrium pressures as a function of temperature, from which the heat of formation is derived. The relevance of this procedure is demonstrated for (i) magnesium-based compounds (Ni-doped MgH2), (ii) Mg-Co-based ternary hydrides (Mg-CoHx) and (iii) Alanate complex hydrides (Ti-doped NaAlH4). From these results, it can be concluded that HP-DSC is a powerful tool to obtain a good approximation of the thermodynamic properties of hydride compounds by a simple and fast study of desorption and absorption properties under different pressures.