MgH2+20%(w)MgTiO3复合材料的吸/放氢性能

王家盛 韩树民 李媛 沈娜 张伟

引用本文: 王家盛, 韩树民, 李媛, 沈娜, 张伟. MgH2+20%(w)MgTiO3复合材料的吸/放氢性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(12): 2323-2327. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410081 shu
Citation:  WANG Jia-Sheng, HAN Shu-Min, LI Yuan, SHEN Na, ZHANG Wei. Hydriding/Dehydriding Properties of an MgH2+20%(w) MgTiO3 Composite[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(12): 2323-2327. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410081 shu

MgH2+20%(w)MgTiO3复合材料的吸/放氢性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50971112, 51001043) (50971112, 51001043)

    河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2014004)资助 (ZD2014004)

摘要:

为了降低MgH2的吸放氢温度, 提高其吸放氢动力学性能, 本文通过球磨方法制备了MgH2+20%(w)MgTiO3复合储氢材料, 并研究了其储氢性能. X射线衍射(XRD)结果表明, MgTiO3在与MgH2球磨过程中生成Mg2TiO4和TiO2, 并且Mg2TiO4和TiO2在体系的吸放氢过程中保持稳定, 能够对MgH2的吸放氢过程产生催化作用. 程序升温脱附和吸/放氢动力学测试结果表明, 添加MgTiO3后MgH2的初始放氢温度从389 ℃降至249 ℃.150 ℃下的吸氢量从0.977%(w)提高到2.902%(w), 350 ℃下的放氢量从2.319%(w)提高到3.653%(w). 同时, MgH2放氢反应的活化能从116 kJ·mol-1降至95.7 kJ·mol-1. 与MgH2相比, MgH2+20%(w) MgTiO3复合材料的热力学与动力学性能均有显著提高, 这主要是由于球磨和放氢过程中原位生成的TiO2和Mg2TiO4具有良好的催化活性.

English

    1. [1]

      (1) Lan, Z. Q.; Xiao, X.; Su, X.; Chen, J. S.; Guo, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (8), 1877. [蓝志强, 肖潇, 苏鑫, 陈捷狮, 郭进. 物理化学学报, 2012, 28 (8), 1877.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205281

      (1) Lan, Z. Q.; Xiao, X.; Su, X.; Chen, J. S.; Guo, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (8), 1877. [蓝志强, 肖潇, 苏鑫, 陈捷狮, 郭进. 物理化学学报, 2012, 28 (8), 1877.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205281

    2. [2]

      (2) Wang, H.; Zhang, J.; Liu, J.W.; Ouyang, L. Z.; Zhu, M. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (25), 10932. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.02.075(2) Wang, H.; Zhang, J.; Liu, J.W.; Ouyang, L. Z.; Zhu, M. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (25), 10932. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.02.075

    3. [3]

      (3) Floriano, R.; Leiva, D. R.; Deledda, S.; Hauback, B. C.; Botta, W. J. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (9), 4404.(3) Floriano, R.; Leiva, D. R.; Deledda, S.; Hauback, B. C.; Botta, W. J. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (9), 4404.

    4. [4]

      (4) Shimada, M.; Higuchi, E.; Inoue, H. J. Alloy. Compd. 2013, 580, S153.(4) Shimada, M.; Higuchi, E.; Inoue, H. J. Alloy. Compd. 2013, 580, S153.

    5. [5]

      (5) Kurko, S.; Milanovi?, I.; Novakovi?, J. G.; Ivanovi?, N.; Novakovi?, N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (2), 862.(5) Kurko, S.; Milanovi?, I.; Novakovi?, J. G.; Ivanovi?, N.; Novakovi?, N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (2), 862.

    6. [6]

      (6) Song,W. J.; Li, J. S.; Zhang, T. B.; Hou, X. J.; Kou, H. C.; Xue, X.; Hu, R. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2013, 23 (12),3677. doi: 10.1016/S1003-6326(13)62916-7(6) Song,W. J.; Li, J. S.; Zhang, T. B.; Hou, X. J.; Kou, H. C.; Xue, X.; Hu, R. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2013, 23 (12),3677. doi: 10.1016/S1003-6326(13)62916-7

    7. [7]

      (7) Mamula, B. P.; Novakovi?, J. G.; Radisavljevi?, I.; Ivanovi?, N.; Novakovi?, N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (11), 5874. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.172(7) Mamula, B. P.; Novakovi?, J. G.; Radisavljevi?, I.; Ivanovi?, N.; Novakovi?, N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (11), 5874. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.172

    8. [8]

      (8) Du, X. M.; Li,W. H.; Huang, Y.;Wu, E. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2793. [杜晓明, 李武会, 黄勇, 吴尔冬. 物理化学学报, 2011, 27 (12), 2793.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112793(8) Du, X. M.; Li,W. H.; Huang, Y.;Wu, E. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2793. [杜晓明, 李武会, 黄勇, 吴尔冬. 物理化学学报, 2011, 27 (12), 2793.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112793

    9. [9]

      (9) Jongh, P. E.;Wagemans, R.W.; Eggenhuisen, T. M.; Dauvillier, B. S.; Radstake, P. B.; Meeldijk, J. D.; Geus, J.W.; Jong, K. P.Chem. Mater. 2007, 19, 6052. doi: 10.1021/cm702205v(9) Jongh, P. E.;Wagemans, R.W.; Eggenhuisen, T. M.; Dauvillier, B. S.; Radstake, P. B.; Meeldijk, J. D.; Geus, J.W.; Jong, K. P.Chem. Mater. 2007, 19, 6052. doi: 10.1021/cm702205v

    10. [10]

      (10) Li, J. H.; Liu, B. Z.; Han, S. M.; Hu, L.; Zhu, X. L.;Wang, M. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (2), 403. [李金华, 刘宝忠, 韩树民, 扈琳, 朱惜林, 王明智. 物理化学学报, 2011, 27 (2), 403.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110206(10) Li, J. H.; Liu, B. Z.; Han, S. M.; Hu, L.; Zhu, X. L.;Wang, M. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (2), 403. [李金华, 刘宝忠, 韩树民, 扈琳, 朱惜林, 王明智. 物理化学学报, 2011, 27 (2), 403.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110206

    11. [11]

      (11) Kwon, S. N.; Baek, S. H.; Mumm, D. R.; Hong, S. H.; Song, M. Y.; Youp, S. M. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 33 (17), 4586.(11) Kwon, S. N.; Baek, S. H.; Mumm, D. R.; Hong, S. H.; Song, M. Y.; Youp, S. M. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 33 (17), 4586.

    12. [12]

      (12) Fan, Y. P.; Peng, X. Y.; Liu, B. Z.; Su, T. C.; Bala, H. J. Rare Earths 2014, 32 (5), 434. doi: 10.1016/S1002-0721(14)60090-9(12) Fan, Y. P.; Peng, X. Y.; Liu, B. Z.; Su, T. C.; Bala, H. J. Rare Earths 2014, 32 (5), 434. doi: 10.1016/S1002-0721(14)60090-9

    13. [13]

      (13) Song, M. Y.; Kwak, Y. J.; Lee, S. H.; Park, H. R.; Kim, B. G. Met. Mater. Int. 2013, 19, 879. doi: 10.1007/s12540-013-4033-3(13) Song, M. Y.; Kwak, Y. J.; Lee, S. H.; Park, H. R.; Kim, B. G. Met. Mater. Int. 2013, 19, 879. doi: 10.1007/s12540-013-4033-3

    14. [14]

      (14) Floriano, R.; Leiva, D. R.; Deledda, S.; Hauback, B. C.; Botta, W. J. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (36), 16193.(14) Floriano, R.; Leiva, D. R.; Deledda, S.; Hauback, B. C.; Botta, W. J. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (36), 16193.

    15. [15]

      (15) Liu, G.; Qiu, F.; Li, J.;Wang, Y.; Li, L.; Yan, C.; Jiao, L.; Yuan, H. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (22), 17111. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.07.106(15) Liu, G.; Qiu, F.; Li, J.;Wang, Y.; Li, L.; Yan, C.; Jiao, L.; Yuan, H. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (22), 17111. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.07.106

    16. [16]

      (16) Lototskyy, M.; Sibanyoni, J. M.; Denys, R. V.;Williams, M.; Pollet, B. G.; Yartys, V. A. Carbon 2013, 57, 146. doi: 10.1016/j.carbon.2013.01.058(16) Lototskyy, M.; Sibanyoni, J. M.; Denys, R. V.;Williams, M.; Pollet, B. G.; Yartys, V. A. Carbon 2013, 57, 146. doi: 10.1016/j.carbon.2013.01.058

    17. [17]

      (17) Miloševi?, S.; Milanovi?, I.; Mamula, B. P.; ?uki?, A.; Rajnovi?, D.; Pasquini, L.; Novakovi?, J. G. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (27), 12223. doi: 10.1016/j.ijhydene. 2013.06.083(17) Miloševi?, S.; Milanovi?, I.; Mamula, B. P.; ?uki?, A.; Rajnovi?, D.; Pasquini, L.; Novakovi?, J. G. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (27), 12223. doi: 10.1016/j.ijhydene. 2013.06.083

    18. [18]

      (18) Sabitu, S. T.; udy, A. J. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (17), 12301. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.06.039(18) Sabitu, S. T.; udy, A. J. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (17), 12301. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.06.039

    19. [19]

      (19) Shahi, R. R.; Bhatnagar, A.; Pandey, S. K.; Dixit, V.; Srivastava, O. N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (26), 14255. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.03.183(19) Shahi, R. R.; Bhatnagar, A.; Pandey, S. K.; Dixit, V.; Srivastava, O. N. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (26), 14255. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.03.183

    20. [20]

      (20) Ren, C.; Fang, Z. Z.; Zhou, C.; Lu, J.; Ren, Y.; Zhang, X.; Luo, X. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (11), 5868. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.152(20) Ren, C.; Fang, Z. Z.; Zhou, C.; Lu, J.; Ren, Y.; Zhang, X.; Luo, X. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (11), 5868. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.152

    21. [21]

      (21) Croston, D. L.; Grant, D. M.;Walker, G. S. J. Alloy. Compd. 2010, 492, 251. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.10.199(21) Croston, D. L.; Grant, D. M.;Walker, G. S. J. Alloy. Compd. 2010, 492, 251. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.10.199

    22. [22]

      (22) Bariccoa, M.; Rahmana, M.W.; Livraghia, S.; Castelleroa, A.; Enzob, S.; Giamello, E. J. Alloy. Compd. 2012, 536, S216.(22) Bariccoa, M.; Rahmana, M.W.; Livraghia, S.; Castelleroa, A.; Enzob, S.; Giamello, E. J. Alloy. Compd. 2012, 536, S216.

    23. [23]

      (23) Wang, H.; Zhang, J.; Liu, J.W.; Ouyang, L. Z.; Zhu, M. J. Alloy. Compd. 2013, 580, S197.(23) Wang, H.; Zhang, J.; Liu, J.W.; Ouyang, L. Z.; Zhu, M. J. Alloy. Compd. 2013, 580, S197.

    24. [24]

      (24) Pitt, M. P.; Paskevicius, M.;Webb, C. J.; Sheppard, D. A.; Buckley, C. E.; Gray, E. M. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (5), 4227. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.11.114(24) Pitt, M. P.; Paskevicius, M.;Webb, C. J.; Sheppard, D. A.; Buckley, C. E.; Gray, E. M. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (5), 4227. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.11.114

    25. [25]

      (25) Lin, H. J.; Ouyang, L. Z.;Wang, H.; Zhao, D. Q.;Wang,W. H.; Sun, D. L.; Zhu, M. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (19), 14329. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.07.073

      (25) Lin, H. J.; Ouyang, L. Z.;Wang, H.; Zhao, D. Q.;Wang,W. H.; Sun, D. L.; Zhu, M. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (19), 14329. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.07.073

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  342
  • 文章访问数:  1002
  • HTML全文浏览量:  74
文章相关
  • 发布日期:  2014-11-27
  • 收稿日期:  2014-07-14
  • 网络出版日期:  2014-10-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章