论文题目: 镁基储氢合金氢化燃烧合成若干中间反应研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料物理化学
作者: 韦涛
导师: 李李泉
关键词: 储氢合金,氢化燃烧合成,镁基合金,中间反应,合成
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，其中氢能的开发与应用尤其重要。镁基合金具有储氢量高、自重轻、无污染和储量丰富等优点，被认为是最有前途的储氢合金，但其吸放氢动力学性能差，放氢温度高，使其无法广泛应用。氢化燃烧合成法（HCS）制备镁基储氢合金，不仅省时、省能、设备简单，而且其合成产物也表现出优良的吸放氢动力学性能。因此，HCS法在镁基储氢合金开发中具有重要的应用价值，已引起国内外的关注。 本文作为国家自然基金资助项目—“高活性镁基储氢合金的氢化燃烧合成机理”研究的一部分，主要研究了氢化燃烧合成过程中若干主要中间反应产物特性的变化规律，以及其对最终产物特性的影响，具体包括产物成分、结构及储氢性能的变化规律。 为满足实验要求，我们对现有的HCS高压合成设备进行了改进。主要工作包括：（1）在压力系统中增加了压力传感器测量和数字显示功能；（2）增加了冷却管路，使设备具有在高温条件下的换气氛功能；（3）增加了反应炉电流控制显示仪表。 本文首先制备了三个中间反应产物，即：镁氢化反应、镁脱氢反应以及镁镍燃烧合成的产物，并对各种产物进行成分及结构分析。结果发现：（1）1.8MPa氢压下延长镁氢化温度633K时保温60min就有Mg2Ni形成；（2）经历镁脱氢反应后，体系中已产生了大量的Mg2Ni，镁镍之间的气固反应机制起到了重要作用；（3）1.8MPa氢压下合成温度800K下保温30min延长到120min时，所得燃烧合成产物吸氢速率下降，吸氢量由3.32wt.％下降到3.17wt.％；（4）燃烧合成反应时间的延长，会导致产物Mg2Ni晶粒变大。 本文又系统研究了镁氢化反应对最终产物特性的影响。实验采用了包括不同氢压下、不同燃烧合成温度下以及不同合成气氛下三种情况进行研究。研究结果表明镁氢化反应的发生对于最终产物储氢性能的改善作用有限。（1）延长镁氢化反应时间对于最终产物初始吸氢速率有一定影响。在高温850K合成时，镁氢化反应时间的延长（0min-60min-120min），导致最终产物初始吸氢速率呈现先减小
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 储氢材料的发展
1.2.1 储氢材料的分类
1.2.2 主要储氢材料的研究进展
1.2.3 储氢材料的应用
1.3 镁基储氢合金的研究
1.3.1 镁基储氢合金制备方法的研究
1.3.2 镁基复合储氢合金的研究
1.3.3 Mg-Ni合金体系的研究
1.4 氢化燃烧合成法制备镁基储氢合金研究现状
1.4.1 氢化燃烧合成镁基储氢合金反应机理
1.4.2 氢化燃烧合成镁基储氢合金研究进展
1.5 本论文工作的意义及研究内容
第二章 实验原料、实验设备和样品制备及测试方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.2.1 HCS合成反应炉
2.2.2 PCT仪
2.3 样品制备与测试方法
2.3.1 样品的制备
2.3.2 样品组成结构测试
2.3.3 样品吸放氢性能测试
第三章 主要中间反应产物的制备及其性能表征
3.1 镁氢化中间反应产物制备与分析
3.1.1 样品的制备
3.1.2 产物成分及结构分析
3.2 镁脱氢中间反应产物制备与分析
3.2.1 样品的制备
3.2.2 产物成分及结构分析
3.3 镁镍燃烧合成中间反应产物制备与分析
3.3.1 样品的制备
3.3.2 产物成分及结构分析
3.3.3 产物吸氢性能分析
3.4 小结
第四章 镁氢化反应对最终产物特性的影响
4.1 实验条件准备
4.2 不同氢压下镁氢化反应对最终产物特性的影响
4.2.1 对最终产物成分及结构的影响
4.2.2 对最终产物储氢性能的影响
4.3 不同合成温度下镁氢化反应对最终产物特性的影响
4.3.1 对最终产物成分及结构的影响
4.3.2 对最终产物储氢性能的影响
4.4 不同合成气氛与最终产物特性关系的研究
4.4.1 对最终产物成分及结构的影响
4.4.2 对最终产物储氢性能的影响
4.5 小结
第五章 镁镍燃烧合成反应对最终产物特性的影响
5.1 实验条件准备
5.2 燃烧合成温度对最终产物特性的影响
5.2.1 对最终产物成分的影响
5.2.2 对最终产物储氢性能的影响
5.3 燃烧合成保温时间对最终产物特性的影响
5.3.1 对最终产物成分及结构的影响
5.3.2 对最终产物储氢性能的影响
5.4 小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
成果
致谢
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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