金属Ni掺杂催化AlLi/NaBH_4混合体系水解析氢(英文)

采用机械球磨法制备AlLi/NaBH4/Ni混合体系。水解测试分析表明,固态Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有良好的析氢性能。Al-10%Li-10%Ni/NaBH4(质量比为3:1)混合物在333K时的产氢值达1540mL/g,产氢效率为96%。通过XRD、SEM等分析Ni掺杂改善其水解析氢机制,金属Ni的产物Ni2B对Al合金和NaBH4的水解具有双重催化作用。Ni2B沉积在Al表面可作为微型腐蚀电池的阴极并促进铝的阳极腐蚀。另外,Ni2B/Al(OH)3对NaBH4的水解动力学具有很好的催化作用。连续水解测试结果显示:水解产物Al(OH)3/NaBO2·2H2O具有稳定的pH值,Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有很好的水解动力学。     

金属Ni掺杂催化AlLi/NaBH4混合体系水解析氢

采用机械球磨法制备AlLi/NaBH4/Ni混合体系.水解测试分析表明,固态Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有良好的析氢性能.Al- 10％Li- 10％Ni/NaBH4(量比为3∶1)混合物在333 K时的产氢值达1540 mL/g,产氢效率为96％. 通过XRD、SEM等分析Ni掺杂改善其水解析氢机制,金属Ni的产物Ni2B对Al合金和NaBH4的水解具有双重催化作用.Ni2B沉积在Al表面可作为微型腐蚀电池的阴极并促进铝的阳极腐蚀.另外,Ni2B/Al(OH)3对NaBH4的水解动力学具有很好的催化作用.连续水解测试结果显示:水解产物Al(OH)3/NaBO2·2H2O具有稳定的pH值,Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有很好的水解动力学.     

Al-Ga-In-SnCl_2基复合材料产氢性能的研究

通过机械球磨法制备了一种高活性的水解制氢铝合金,该铝合金材料成分为Al-Ga-In-SnCl_2。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)对铝合金材料进行表征。在常温下,对铝合金材料进行产氢性能测试,研究了SnCl_2的含量、球磨时间对产氢性能的影响。结果表明,当各成分配比为Al-3%Ga-3%In-5%SnCl_2机械球磨参数为球料比15∶1、大小球直径之比2∶1、球磨转速为450 r/min、球磨时间为1 h时,制备的铝合金材料有着极好的产氢性能,最大产氢量为1200 m L/g,最大产氢速率为1200 m L·g-1·min-1,氢气产率高达99.3%。     

铝-共晶镓铟锡复合材料水解制氢（英文）

提出一种利用铝和液态金属共晶镓铟锡(eGIS)持续产生氢气的新方法。以带有盲孔的圆柱体铝作为盛放液态金属的容器,通过水解释放氢气,而以eGIS作为触发反应的窗口,促进反应的进行。同时,对半固态Al-eGIS复合材料的显微组织、水解演化和产氢性能进行研究。结果表明,当eGIS沿晶界扩散到多晶铝中时,液态金属发生脆化现象,提高了水解过程中复合材料的反应活性,同时观察到In₃Sn和InSn₄第二相的形成,其有助于加快铝的水解。此外,Al-10wt.%e GIS和Al-20wt.%e GIS复合材料的水解转化率接近100%。样品应用于质子交换膜燃料进行性能测量,在0.54 W输出功率下稳定供电110 min。     

Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金的水解产氢行为

采用坩埚电阻炉熔炼制备了6种不同成分的Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和产氢性能测试装置等系统研究了多元铝合金铸态下的显微组织和相组成、水解反应产物的相组成以及在30、50、70和90℃纯水中的产氢速率和产氢量。结果表明:Al-Ga-Mg-Sn多元铝合金铸态组织由铝基体相、Mg_2Sn和Ga_2Mg相组成,水解反应产物主要为Al O(OH)等;同一成分试样,产氢速率和产氢量均随温度的升高而增加;不同成分试样在同一温度下,产氢速率和产氢量与低熔点元素Ga含量和合金相中铝基体相/第二相的比例有关;产氢的起始温度主要由低熔点元素Ga+Sn含量决定。进一步分析发现:水解产氢行为发生后,产氢速率k与热力学温度T服从阿伦尼乌斯公式,即ln k与1/T呈线性规律。     

真空退火制备铝基合金及其水解产氢性能研究

利用易拉罐真空退火制备了铝基合金。发现合金表面存在着许多纳米结构的枝晶,其主要成分是镁、铟、锡和铝,这些枝晶体相互交错构成多层网状结构,能增加合金与水的接触面积,有利于合金水解产氢。分别控制了合金制备过程中的保温时间、合金成分和表层塑料,并利用排水法进行产氢性能测试,以期找到最佳条件。结果表明:保温时间为3 h,成分为93wt%Can-4.2wt%Ga-2.1wt%In-0.7wt%Sn的合金产氢性能最佳,最大产氢量为1030 mL·g~(-1),最大产氢速率710 mL·min~(-1)·g~(-1)。     

氯化盐对氢化燃烧合成法及机械球磨法制备的MgH_2水解性能的影响（英文）

研究氯化盐对氢化燃烧合成法及机械球磨法(HCS+MM)制备的镁基氢化物水解制氢动力学性能的影响。XRD分析表明HCS法可成功制备高纯MgH_2。水解性能测试表明在球磨过程中添加氯化盐有利于加快水解初期反应速率及增加60 min的制氢量。MgH_2-10%NH_4Cl复合物具有最好的水解性能,室温下水解60 min制氢量为1311 mL/g,转化率为85.69%。这可能是因为氯化盐在球磨过程中不仅起到了球磨助剂的作用,而且在活性材料上产生了新鲜表面,促进了水解反应。     

Study on Influence of Processes on the Dehydrogenation Performance of NaAlH4

分析了制备工艺过程、球磨设备、试样放置时间以及球磨时间对NaAlH4放氢性能的影响。其中除了试样3是采用高能球磨机外,其它所有试样均采用行星式球磨机。结果表明,这些因素对NaAlH4放氢性能的影响非常明显。试样在球磨过程中经过上下翻转后,其放氢量明显比不翻转高出了50%(质量分数)。不同球磨设备研究结果显示,试样3经过高能振动球磨机球磨后,其放氢量比行星式球磨机制备的试样的放氢量明显提高了。试样放置时间与试样球磨时间的研究结果显示,制备好的球磨试样经过24 h放置后,其放氢量明显提高。此外,试样经过不同时间球磨后,其放氢量也有明显的不同。经研究发现,球磨80 min试样的放氢量比球磨100 min和球磨40和60 min试样的放氢量要高,但和其它的影响因素相比,球磨时间对NaAlH4放氢性能的影响相对较小     

低熔点金属(Ga,In,Sn)对铝合金水解性能的影响（英文）

以低熔点金属(Ga,In,Sn)作为合金元素,采用机械球磨法制备Al-In-Sn和Al-Ga-In-Sn合金。研究In和Sn的质量比以及Ga的含量对铝合金水解性能的影响。采用X射线衍射、扫面电镜和能谱等手段分析铝合金的成分和形貌。结果表明:Al-In-Sn三元合金主要由Al和两种金属间化合物In3Sn和In Sn4组成。所有Al-In-Sn三元合金在室温下的水解活性都很低。当In和Sn的质量比为1:4时,三元合金具有最高的产氢性能。当Ga加入三元合金后,铝合金在室温下的水解活性得到极大的改善,这可能是由于Ga的加入一方面促使铝合金缺陷的产生,另一方面促进Ga-In3Sn-InS n4(Ga-In-Sn)共晶合金在铝合金表面的形成。Al原子能溶入该共晶合金并成为水解过程中的活性点。共晶合金的尺寸小及其在Al合金表面分布均匀是Al-Ga-In-Sn四元合金较强水解活性的主要原因。     

Phase-structure and Hydrogen Storage Behaviors of Mg+10% Ni2P Composite Prepared by Reactive Ball-Milling

采用反应球磨法制备了Mg+10%Ni2P(质量分数,下同)新型复合物,对比研究了球磨复合物和球磨纯镁的相结构与储氢性能。研究表明:在纯Mg中添加10%的Ni2P进行复合球磨,可以明显提高其吸/放氢性能。此外,添加Ni2P球磨明显地改善了镁的循环放氢性能。复合物的晶粒尺寸随着球磨时间的增加而减小;添加Ni2P能有效地抑制Mg/MgH2在吸/放氢过程中产生团聚;在Mg中添加Ni2P球磨能降低体系的放氢反应温度。     

机械合金化Ti-Al复合粉末的结构及显微形貌(英文)

研究了不同球磨时间内Ti-Al复合粉末显微结构及成分的演变。随着球磨时间的延长,原始粉末的形貌发生了一系列变化,从球磨2h的扁平状变为球磨6h的细小的等轴状。球磨8h后粉末的晶粒尺寸达到纳米级,平均约为17nm。对钛铝复合粉末的演化机理进行了分析。在球磨过程中,铝逐渐融入钛晶格形成钛的固溶体。球磨不同时间的粉末中钛铝反应的起始温度的差热分析表明,机械合金化细化了复合粉末,显著降低了钛、铝反应的起始温度。     

Mg含量对氢化燃烧合成MgH_2水解制氢性能的影响

系统研究了Mg的添加量及球磨时间对氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)Mg H2在Mg Cl2溶液中水解释氢动力学性能的影响。Mg H2-60%Mg(质量分数,下同)经3 h球磨后在5 min内释氢量为993 m L/g(转化率达80%),经15 min可完全水解,副产物为单一的Mg(OH)2。研究表明:镁的添加在降低制氢成本的同时,一方面可提高释氢动力学性能,另一方面也便于副产物回收再生。     

铝灰渣中AlN水解行为及其多元非线性回归分析

通过对铝灰渣水解反应过程中组分及其含量变化的研究,提出铝灰渣中AlN含量的修正公式;根据AlN含量和悬浊液pH值的测定,考察时间、温度、转速等水解参数对AlN水解速率的影响并对其进行多元非线性回归分析。结果表明:升高温度能降低铝灰渣中AlN含量并降低悬浊液pH值;延长时间可有效促进AlN的水解,同时在2h内悬浊液pH值迅速提升至高位;转速对AlN水解速率和悬浊液pH值无明显影响。总体而言,AlN含量比悬浊液pH值更能客观表征铝灰渣中AlN水解速率。对水解参数及修正后铝灰渣中AlN含量进行多元非线性回归分析并二次简化,发现理论值与实验值相对误差≤±8.65%。     

Cu-Sn-Bi合金在球磨和烧结过程中的组织演变

采用机械合金化法制备出Cu-10%Sn-5%Bi合金粉末,然后将其压制成型并进行烧结,制备成合金块体;利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段,研究Cu-Sn-Bi合金在高能球磨和烧结过程中组织结构的变化。结果表明:高能球磨可以扩展Cu-Bi互不溶体系的固溶度,且在球磨过程中形成的Cu_6Sn_5相为亚稳定相,随着球磨时间延长会先形成而后发生分解,分解后的Sn将固溶到Cu中;同时在450 r/min球磨40 h后,Sn、Bi基本完全融入Cu中,形成Cu的过饱和固溶体。在烧结过程中,Bi从Cu中脱溶,细小弥散分布在Cu基体中。在700℃二次烧结后,Cu-Sn-Bi合金显微组织良好,具有相对较好的力学性能。     

镧对镁吸氢和放氢动力学及热力学性能的影响

研究纳米La2O3对Mg颗粒的助磨作用以及吸氢和放氢的催化作用,对克服Mg吸氢和放氢动力学差的问题有重要意义。Mg粉中添加1.0 mol.%的La2O3于球磨后,XRD分析表明Mg晶粒为49.7 nm,而纯Mg球磨后的晶粒为51.6 nm,La2O3使球磨后Mg晶粒的更小,这有利于提高Mg的吸氢和放氢速率。SEM观测表明,球磨后La2O3纳米晶粒与Mg晶粒紧密接触,呈镶嵌结构,这有利于La2O3对Mg吸氢和放氢发挥催化作用。吸氢和放氢动力学测试表明,添加La2O3使Mg吸氢和放氢速率加快,吸氢反应活化能降低49.8 kJ/mol,放氢反应活化能降低23.1 kJ/mol,即显著地了改善Mg吸氢和放氢的动力学性能。p-c-T等温吸附平衡测试表明,添加La2O3球磨后Mg的吸氢活性更高,平衡氢压较低。DSC放氢分析表明,添加La2O3后MgH2放氢温度有所降低。硬度比Mg大的La2O3纳米颗粒在球磨过程中起助磨作用,不与Mg反应;在加氢和放氢过程中La2O3起催化作用,不与H2反应。     

机械合金化法制备的Mn15Bi34Te51和La15Bi34Te51热电材料

用机械合金化法制备了Mn15Bi34Te51和La15Bi34Te51合金，XRD分析表明Mn15Bi34Te51和La15Bi34Te51分别在真空球磨150h和100h后实现合金化，La15Bi34Te51在真空球磨150h后形成了纳米结构的合金，镧原子的加入有助于Bi2Te3基合金的晶粒细化及非晶化。对La15Bi34Te51合金的XRD结构分析表明镧原子有可能进入了Bi2Te3层状结构的Te-Te原子层间。La15Bi34Te51合金Seebeck系数的测量表明当晶粒尺寸减小到纳米尺寸时，载流子散射机制有可能发生改变，导致了Seebeck系数的大幅上升。     

苯溶液中球磨La2Mg16Ni合金的储氢性能

对苯溶液中球磨的La2Mg16Ni合金的储氢性能进行了研究。XRD和SEM分析表明：球磨后合金颗粒粒径减小，且有明显的非晶化趋势；由合金和有机苯溶剂在球磨过程中形成的EDA(electron donor-acceptor)体系极大地提高了合金的活化性能；球磨后的合金即使在低温下也具有良好的吸氢速率；延长球磨时间，可改善合金的吸氢性能。     

球磨时间及镍含量对MgH_2/Ni复合体系放氢性能的影响（英文）

通过对MgH_2+x%Ni(x=0,2,4,8,20,30)样品高能球磨不同时间,研究球磨时间及镍含量对MgH_2/Ni体系放氢性能的影响。对合金在球磨过程中的结构变化、组织演变及放氢动力学进行了系统研究。结果表明,当放氢温度高于380°C时,MgH_2的放氢动力学与晶粒尺寸、颗粒尺寸及合金中的缺陷数量无关,随着球磨时间增加,镍在MgH_2表面分布更加均匀,放氢动力学性能越好。体系放氢后会生成Mg_2Ni,从而降低复合体系在循环过程中的储氢性能。在MgH_2放氢过程中,镍不仅有助于氢原子的重组,还可以帮助镁的形核长大。     

响应曲面法对铝灰中AlN的水解行为

铝冶炼过程中会产生大量铝灰,铝灰中AlN对其综合利用和安全处置会产生显著影响。在系统分析AlN水解热力学基础上,以再生铝生产过程中产生的铝灰为原料,运用Design Expert软件设计二次正交旋转试验,研究铝灰中AlN的水解特征。结果表明:在303~373 K的温度范围内,铝灰中AlN的水解自发进行;液固比和水解时间对水解p H影响显著(P0.01);水解温度和液固比间的交互作用影响明显(P0.01)。水解p H值与水解温度、液固比和水解时间的二次回归方程理论预测值与试验值相对误差仅为1%,可以用来预测和指导铝灰中AlN水解行为。     

镁-镍/石墨烯复合物的储氢性能

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。