新型镁基储氢合金的合成及电化学性能的研究

用扩散法成功地合成了Mg_1.5Al_0.5-xNiV_x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列合金。XRD结构分析表明,合金中出现一个新的物相,其化学式为Mg₃AlNi₂,属立方晶系,Fd3m空间群,新相具有很好的电化学性能。钒的添加使合金的容量进一步提高。未经任何预处理的Mg_1.5Al_0.3V_0.2Ni合金的最大放电容量达到333mA·h·g^-1(50mA·g^-1,-0.5Vvs.Hg/HgO).Al对六方晶系Mg₂Ni合金结构中Mg的部分取代对于延长合金的循环寿命有重要作用。     

镧镍铜钴储氢合金的制备与性质

以LaNi₅为代表的镧系储氢合金有优良的吸放氢性能,抗中毒能力强,因而受到广泛重视^[1]. 目前已开发出许多二元及多元镧系合金,并研究了部分合金的表面性质^[1～4],但结果并不一致. 本文制备了四元合金LaNi₄Cu_0.5Co_0.5,通过X 射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和吸氢测试等方法研究该合金的性质。     

Mg(NH2)2-2LiH储氢材料的研究进展

Mg(NH₂)₂-2LiH 材料是近年来发展起来的几种最具应用潜力的高容量储氢材料之一. 由于具有较合适的吸放氢热力学性能、相对较低的吸放氢操作温度、较高的可逆储氢容量和较优的吸放氢循环稳定性,Mg(NH₂)₂-2LiH 材料现已成为储氢材料研究领域的一个热点. 本文综述了Mg(NH₂)₂-2LiH 材料近年来的研究进展, 重点关注了材料的组分、晶体结构、颗(晶)粒尺寸和催化动力学改性等对材料储氢性能的影响及储氢机理,总结了Mg(NH₂)₂-2LiH 储氢材料存在的技术问题并指出了今后的研究方向.     

具有18电子结构的镁基过渡金属氢化物*

本文综述了近年来备受关注的具有18电子结构和高储氢容量的镁基过渡金属氢化物Mg₂NiH₄、Mg₂CoH₅和Mg₂FeH₆的研究进展,特别从材料组成、制备工艺、热力学及动力学性能等方面进行了综合评述。提出了该类金属氢化物在实际应用中存在的一些问题,如吸/放氢温度均较高,反应动力学性能较差,对于Mg₂CoH₅和Mg₂FeH₆的制备较困难,且可逆性不好。最后展望了对于具有18电子结构的镁基过渡金属氢化物在今后研究中的发展方向。     

Li-Mg-N-H体系储氢材料的热力学和动力学调控

Mg（NH₂）₂-2LiH体系储氢材料具有较高的储氢容量和较适宜的热力学性能,并且其吸放氢过程完全可逆,是目前最有望实现大规模应用的固态储氢材料之一。然而,由于该体系在吸放氢过程中具有较高的动力学壁垒,导致其在200℃以上才能实现快速地吸放氢。因此,国际上对该体系储氢材料的研究主要集中在热力学和动力学的调控方面。本文从成分调变、纳米化和掺杂改性等方面,详细综述了Mg（NH₂）₂-2LiH体系储氢材料热力学和动力学调控的研究现状,并提出了其中存在的问题和相应对策,同时指出了将来的研究方向。     

MgH2粒径对2LiBH4+MgH2体系放氢动力学性能的影响

研究了MgH₂粒径对2LiBH₄+MgH₂体系放氢动力学性能的影响.采用高能球磨方式对50~100 μm 粒径的MgH₂预球磨96 h, 其粒径可减小到100~200 nm.结果表明, 对MgH₂进行预球磨可使2LiBH₄+MgH₂体系的两步放氢温度分别降低58和24℃, 并可明显提高体系的放氢动力学性能.XRD结果表明, MgH₂粒径的减小有利于放氢过程中MgB₂ 的生成, 从而提高体系放氢产物的可逆吸氢能力.     

载钯TiO2半导体悬浮催化体系中CO2的光还原

在半导体光催化还原CO₂的反应过程中,一般都伴有氢气的产生^[1,2].为了提高CO₂还原产物的收率,必须设法抑制析氢过程。在催化剂表面担载某种吸氢物质是抑制氢气产生的有效方法之一。理想的吸氢物质不仅能吸附氢,且被其吸附的氢还具有还原CO₂的能力。     

配位竞争策略制备的两个镁基金属有机骨架及其选择性CO2捕集

利用配位竞争策略制备了2个镁基金属有机骨架(MOFs)。在酸性条件下,镁离子与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)热分解产生的甲酸原位反应得到三维甲酸镁MOF:[Mg₃(HCO₂)₆]·DMF(1)。在相同条件下,当加入竞争配体1,1′∶3′,1″-三联苯-3,3″,5,5″-四甲酸(H₄L)后,甲酸不再参与配位,得到新的三维镁基MOF:[Mg₂(L)(H₂O)₃]·2H₂O·2CH₃CN·DMF(2)。单晶X射线分析表明,MOF 1具有[Mg₄@Mg2]四面体建筑块,它们形成dia拓扑网络并有一个孔径为0.44 nm的一维孔道。而MOF 2具有独特的[Mg₂]双核簇,与4-连接配体L^4-配位后,形成sra拓扑网络且沿a轴方向存在一个哑铃型孔道,长度为1.42 nm。气体吸附研究发现1具有微孔结构,其表面积为342 m^2<...     

AlH3的制备及放氢特性

以LiAlH₄, LiBH₄和AlCl₃为原料, 采用有机合成法制备了单一相的α-AlH₃和γ-AlH₃, 并对其放氢性能进行了研究.结果表明, 两种晶型AlH₃的放氢量均可达8.3%~8.5%(质量分数), 放氢温度范围在120~160℃之间, 且γ-AlH₃的放氢峰值温度比α-AlH₃低8.2℃; α-AlH₃和γ-AlH₃的放氢反应表观活化能分别为94.6和86.3 kJ/mol; 加热过程中α-AlH₃直接发生放氢反应, γ-AlH₃在放氢前先发生向α-AlH₃的相变, 这一相变过程使得AlH₃的晶格得到活化, 从而促进放氢反应的进行.     

钐钴永磁合金吸放氢特性及应用研究进展

钐钴永磁合金因卓越的磁性能、优异的高温性能和耐蚀性得到了广泛应用。随着在航空航天,风力发电等行业对高性能钐钴永磁合金需求加强,开发高性能钐钴永磁合金一直是本领域的研究热点。采用吸氢破碎制备单晶磁粉为制备高性能钐钴永磁合金的发展提供了新思路,同时,为了满足氢气服役环境对钐钴永磁合金高温耐氢能力的要求,开发强耐氢钐钴永磁合金的需求日趋迫切,因此需加强钐钴永磁材料吸放氢动力学与热力学机制的认识与了解,以指导研究钐钴合金吸氢破碎和强耐氢合金。本文首先介绍了合金吸放氢动力学与热力学研究中常用的检测与分析方法,然后综述了SmCo₅, Sm₂Co₇和Sm₂Co₁₇合金吸放氢过程中的结构变化和动力学与热力学研究进展,接着对近年来钐钴永磁材料吸氢破碎应用的研究成果进行了总结与讨论,最后对开发易氢破和强耐氢钐钴永磁合金作了展望。     

储氢材料新合成方法的研究--Ⅲ.置换-扩散法合成Mg2Ni0.75Cu0.25

本文用置换-扩散法合成了三元储氢合金材料Mg_2Ni_(0.75)Cu_(0.25),并对合成的样品进行了吸、放氢性能测试。结果表明,它与氢的反应是可逆的,氢化产物的热分解温度较Mg_2NiH_4有明显的降低。本法合成的样品与冶炼法合成的样品相比较,具有易于活化,吸、放氢速度明显加快等优点。     

Highly Branched Metal Alloy Networks with Superior Activities for the Methanol Oxidation Reaction

Three‐dimensional (3D) interconnected metal alloy nanostructures possess superior catalytic performance owing to their advantageous characteristics, including improved catalytic activity, corrosion resistance, and stability. Hierarchically structured Ni‐Cu alloys composed of 3D network‐like microscopic branches with nanoscopic dendritic feelers on each branch were crafted by a facile and efficient hydrogen evolution‐assisted electrodeposition approach. They were subsequently exploited for methanol electrooxidation in alkaline media. Among three hierarchically structured Ni‐Cu alloys with different Ni/Cu ratios (Ni_0.25Cu_0.75, Ni_0.50Cu_0.50, and Ni_0.75Cu_0.25), the Ni_0.75Cu_0.25 electrode exhibited the fastest electrochemical response and highest electrocatalytic activity toward methanol oxidation. The markedly enhanced performance of Ni_0.75Cu_0.25 eletrocatalyst can be attributed to its alloyed structure with the proper Ni/Cu ratio and a large number of active sites on the surface of hierarchical structures.     

镁含量对RE-Mg-Ni系A2B7型储氢合金结构与性能的影响

采用感应熔炼方法制备了La0.8-xGd0.2MgxNi3.1Co0.3Al0.1(x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4)储氢合金, 并在氩气气氛和1173 K下进行退火处理. 合金相结构分析结果表明, 镁含量(x)较低时合金以Ce2Ni7型为主相结构, A2B7型相丰度(Ce2Ni7+Gd2Co7)达到98.8%; 镁含量较高时合金相由A2B7型、 CaCu5型和PuNi3型物相构成, 随着镁含量的增加, PuNi3型和CaCu5型相组成逐渐增多, 其晶胞参数随Mg含量的增加而减小, 同时合金的吸氢平台也随之升高. 电化学测试结果表明, 随着合金中Mg含量增加, 合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈先增大后减小的规律, 其中x=0.15时合金电极具有最高的电化学放电容量(393 mA·h/g)和最佳的循环寿命(S100=92.82%). 合金电极的高倍率放电性能(HRD)随Mg含量的增加先减小再增大然后又减小, 适量的Mg元素改善了合金电极的动力学性能.     

钇替代镧对La-Mg-Ni系储氢合金晶体结构及其电化学性能的影响

通过少量Y对La的取代,研究了La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13和La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13(其中x=0.00,0.05,0.10)体系中Y对合金晶体结构及电化学性能的影响。通过X射线衍射实验、电化学性能测试,结果表明上述两体系主相为Ce2Ni7相、Pr5Co19相。少量的取代对活化性能、最大放电容量影响不大,但对循环稳定性、放氢平台压影响显著,而且在不同主相结构中,影响效果不一样。当x从0.00增大到0.10时:主相为Ce2Ni7相La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13的S80%由222周下降到112周,放氢平台压则由0.015 MPa上升到0.045 MPa;而主相为Pr5Co19相La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13的S80%由172周下降到127周,放氢平台压则由0.019 MPa上升到0.076 MPa。     

Ni-Fe-Al-O双金属催化剂在生物质基2-羟基四氢吡喃还原胺化合成5-氨基-1-戊醇中的性能研究北大核心CSCD

采用共沉淀法制备了不同Fe/Ni摩尔比(0、0.125、0.25、0.5和0.75)的Al_(2)O_(3)负载型NiFe单、双金属催化剂,并考察了它们在生物糠醛衍生2-羟基四氢吡喃(2-HTHP)还原胺化合成高附加值5-氨基戊醇反应中的催化性能.研究发现当Fe/Ni摩尔比为0.25时表现出最高的5-氨基戊醇收率(在80℃和2 MPa优化条件下达90%).利用N_(2)吸脱附、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、透射电镜(TEM)等技术对催化剂进行了表征,结果表明适量Fe的掺入可以提高催化剂的分散性和还原性,同时在还原活化催化剂中形成Ni-Fe合金相,继而使相应催化剂表现出更优异的催化活性.通过固定床对比考察了催化剂的稳定性,NiFe(0.25)-Al-O双金属催化剂表现出明显优于NiFe(0)-Al-O单金属催化剂的稳定性,运行120 h前者只有微弱失活而后者显著失活.对比反应后催化剂表征发现,金属Fe的修饰可以有效抑制金属活性颗粒的烧结和流失,从而显著提高其反应稳定性.     

Accelerating C_(2+) alcohols synthesis from syngas by simultaneous optimizations of CO dissociation and chain growth over CuCo alloy catalyst

With regard to the reaction of higheralcohol synthesis(HAS),the optimizations of activity and selectivity towards C_(2+) alcohol are restricted by the improper equilibrium in two different CO activation pathways and chain growth capacity.Herein,we find that delibrately controlling the compositions of catalysts is an effective strategy to achieve the equilibrium of CO activation pathways and promote the chain growth.As a result,the optimized Cu_(0.25)Co_(0.75) alloy catalyst can achieve a large proportion of higher alcohol in alcohol products(C_(2+)OH/MeOH=4.40),together with high CO conversion of 71.27% and space-time-yield of 147.65 g kg~(-1) h~(-1).The mechanistic studies suggest that the good performance of Cu_(0.25)Co_(0.75) catalyst is attributed to the synergistic effect between alloyed Cu and Co.     

LaMg8.40Ni2.34合金的相结构和储氢性能

利用真空感应熔炼和退火方法制备了LaMg_8.40Ni_2.34合金. 采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)和压力-组成-温度(PCT)测试仪测试了合金的相组成、微观形貌和储氢性能. LaMg_8.40Ni_2.34合金由La₂Mg₁₇、LaMg₂Ni和Mg₂Ni组成,且在第一次吸放氢循环中就可以完全活化. 在558 K下的可逆储氢量为3.01%(质量分数), 合金的PCT曲线表现出双吸氢平台, 分别对应着形成的MgH₂和Mg₂NiH₄. 但是放氢曲线却只有一个平台出现, 这是由MgH2和Mg2NiH4之间的协同脱氢作用产生的. LaMg_8.40Ni_2.34合金在吸放氢时的活化能分别为(52.4±0.4)和(59.2±0.1) kJ·mol^-1, 均低于Mg₂Ni合金. 与纯Mg和Mg₂Ni合金相比, LaMg_8.40Ni_2.34合金具有良好的活化性能、较高的储氢性能和优良的动力学性能.     

Pd取代对Mg2Ni及其氢化物结构和性能影响的第一性原理研究

利用基于第一性原理的密度泛函理论,计算了镁基储氢合金Mg2 Ni以及Pd取代的合金Mg12 Ni6-xPdx(x1,2,3)及其氢化物H2-Mg12 Ni6-xPdx(x=0,1,2,3)的晶体结构和电子结构.结果表明,Pd取代Mg2 Ni中的Ni原子,使其晶胞体积有所膨胀.同时,Pd的取代对Mg-Ni和Ni-Ni间的...     

从2AlCl3/Et3NHCl离子液体中电沉积制备Ni 和Ni-Al 合金

在含Ni2+的2AlCl3/Et3NHCl离子液体中的铜电极上通过恒电位电沉积制备出金属Ni和Ni-Al合金.采用循环伏安和计时电流方法,揭示铜电极上沉积金属Ni的成核机理,研究了电沉积Ni-Al合金的机理,以及恒电位沉积Ni-Al合金工艺条件对沉积Ni-Al合金表面形貌和电流效率的影响.结果表明:在铜电极上电沉积金属Ni的成核机理为受扩散控制的三维瞬时成核过程.在电量≥3.0 C时,电沉积Ni-Al合金的组成基本不再变化.Ni-Al合金的电沉积机理为,Ni的电沉积受扩散控制,同时进行Al的欠电位沉积,在Ni-Al合金电沉积过程中某些Ni-Al合金相的沉积可能受动力学限制而使Ni-Al合金的组成偏离热力学预测结果.在电沉积Ni-Al合金的沉积电流小且平稳,电沉积速率慢条件下,Ni-Al合金表面形貌致密均一,反之就会出现瘤节.电沉积Ni-Al合金的电流效率＞90％.电沉积物的组成接近于Ni3Al合金.     

铝合金建材的X射线荧光分析

用高性能飞利浦PW2424型X射线荧光光谱仪,测定铝合金建材中的Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Cr、Ni等9个化学元素的含量.给出各元素的干扰校正系数和基体效应校正系数.方法准确、灵敏,稳定性好,速度快.