熔盐电脱氧法制备LaNi5

论文摘要

金属储氢材料LaNi5可用于电能、机械能、热能和化学能的转换和贮存,具有广泛的应用领域。现有的制备储氢材料的工艺存在工艺复杂、能耗大、对环境要求高、污染环境等缺点。本文采用FFC Cambridge Process法,亦称熔盐电脱氧法直接制备储氢材料LaNi5。熔盐电脱氧法是一种新颖的、绿色环保的生产工艺,该方法具有工艺简单、易于对氧化物进行前处理、易于进行微量组分的掺杂等优点。本文中采用了共沉淀法和机械球磨法两种方法制备阴极片,考察了制备阴极片的分解温度、烧结温度、烧结时间、烧结方式对片体微观结构和物质相的影响及电脱氧结果的影响；电脱氧反应过程中,考察了电压施加方式及施加电压的大小对电脱氧结果的影响。实验结果表明：以La2O3和NiO或La（NO3）3和Ni（NO3）3为原料,采用熔盐电脱氧法制备储氢材料LaNi5是可行的。阴极片制备条件为：成形压力为10MPa,1200℃烧结2h。熔盐电解条件为：以石墨棒为阳极,CaCl2-NaCl为熔盐电解质,电解温度为800℃,工作电压范围3.2V～5.0V；经1200℃烧结的阴极片物相组成为La3Ni2O7和La2NiO4,微波烧结获得La2NiO4相,阴极中La3Ni2O7和La2NiO4相组成是以镧镍氧化物为原料电脱氧电解法成功制备LaNi5的重要因素；熔盐电脱氧过程中,工作电压从3.2V逐渐增加至5.0V的施加方式可以强化熔盐电脱氧过程,在较短的电解时间内获得LaNi5合金。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 储氢材料的分类
• 1.1.1 非金属储氢材料
• 1.1.2 无机物储氢
• 1.1.3 有机液体储氢材料
• 1.1.4 络合物储氢
• 1.1.5 多孔聚合物材料储氢
• 1.1.6 金属储氢材料
• 1.2 储氢合金的应用
• 1.2.1 制备纯氢
• 1.2.2 重氢分离
• 1.2.3 贮热致冷
• 1.2.4 化学热泵
• 1.2.5 氢压缩机
• 1.2.6 氢化催化剂
• 1.2.7 氢汽车
• 1.2.8 金属氢化物电池镍
• 1.3 储氢合金的机理
• 5的制备工艺'>1.4 LaNi₅的制备工艺
• 1.4.1 传统制备工艺
• 1.4.2 其他制备工艺
• 1.4.3 熔盐电脱氧法
• 1.5 本论文主要研究内容
• 第二章 实验原理与方法
• 2.1 实验原理
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验流程
• 2.2.2 实验装置及主要原料
• 2.3 阴极片和电解产物的表征方法
• 2.3.1 阴极片及电脱氧产物的物相与形貌表征
• 2.3.2 孔隙度的测量
• 第三章 熔盐电脱氧阴极片的制备
• 3.1 前躯体的制备
• 3.1.1 前躯体的共沉淀法制备过程
• 3.1.2 前躯体的机械球磨法制备过程
• 3.2 阴极片的制备
• 3.2.1 分解温度、烧结温度、烧结时间及烧结方式对片体物相的影响
• 3.2.2 分解温度、烧结温度、烧结时间及烧结方式对阴极片微观形貌的影响
• 3.2.3 分解温度、烧结温度和烧结时间对阴极片开气孔率的影响
• 5'>第四章 熔盐电脱氧法制备LaNi₅
• 4.1 实验
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 共沉淀法制备的阴极片的电解结果与讨论
• 4.2.2 机械球磨法制备的阴极片的电解结果与讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢