一、Activity and Stability of Rare Earth-Based Hydride Alloys as Catalysts of Hydrogen Absorption-Oxidation Reactions（论文文献综述）
丁鑫[1]（2020）在《Mg-Ni系储氢合金凝固组织调控及吸放氢行为》文中指出随着能源危机和环境问题的日益加剧,人类迫切需要寻求一种高效的可再生清洁能源来替代传统的化石燃料。氢气被认为是一种可用于先进燃料电池和燃烧的最具前景的能源载体,其具有除核能外最高的单位质量储能密度、且环境友好。对于氢燃料电池汽车,车载储氢需要更轻便、紧凑和经济的体系来替代高压气体储氢瓶。Mg H2具有质量和体积储氢密度高（分别为7.6wt.%和110g/L）、吸放氢可逆性好、资源丰富和无毒等优点,其在固体储氢应用方面显示出巨大的潜力。然而Mg-H键热力学稳定性高,氢分子在Mg表面的解离及氢原子在Mg H2表层的重组相对困难,且氢原子在Mg、尤其是Mg H2中扩散系数低,导致制备适于室温储氢的材料面临巨大挑战。本研究中,采用冶金法制备Mg-Ni系储氢合金,通过研究具有不同成分和结构特点的Mg-Ni系储氢合金的凝固组织和吸放氢行为,揭示合金的相组成和显微组织对储氢性能的优化机理。本文首先研究Mg-Ni合金的凝固组织和吸放氢行为,制备了亚共晶Mg92Ni8合金和过共晶Mg85Ni15合金,初生相分别为Mg和Mg2Ni。其中,Mg85Ni15合金的活化和等温吸放氢性能更优,Mg92Ni8合金的储氢量更高。合金表面的Mg-Mg2Ni共晶界面可为氢分子的解离和氢原子的渗入提供活性位点。利用Kissinger方程,计算出Mg92Ni8和Mg85Ni15氢化物的脱氢表观激活能,分别为134.67k J/mol H2和88.34k J/mol H2。共晶Mg H2-Mg2Ni H4的分解产生“协同效应”,进而促进Mg92Ni8氢化物中初生Mg H2的分解。由于Mg85Ni15合金中不含初生Mg,其氢化物的放氢动力学性能更优。过渡金属Cu为B类元素,有助于优化Mg-Ni合金的放氢性能。利用Cu部分替代Ni,调控亚共晶Mg-Ni合金的共晶组织,研究其对储氢性能的影响。选定的合金成分为Mg91Ni6Cu3,并利用初生Mg比例相近的Mg91Ni9和Mg88Cu12合金作为对比。Mg91Ni6Cu3合金中形成连通的Mg2Ni共晶和大量共晶界面,可促进氢原子扩散。使Mg91Ni6Cu3合金的活化和等温吸放氢性能更优,在300℃、3MPa氢压下的储氢量可达6.5wt.%。脱氢反应的平衡氢压增大和Mg2Ni H4的“氢泵效应”,使Mg91Ni6Cu3氢化物的脱氢表观激活能仅为67.34k J/mol H2,且DSC分解温度明显低于Mg91Ni9氢化物。对Mg91Ni6Cu3合金在不同条件下的等温吸氢曲线进行JMA线性拟合,得出其不同于金属Mg的氢化行为。提高氢压至某一阈值,Mg91Ni6Cu3合金的氢化反应分为三个阶段。提高氢压和降低温度均有助于氢化相形核,但对氢原子扩散作用相反,导致温度和氢压对氢化反应具有不同影响。共晶界面可促进氢原子扩散,氢化反应驱动力增大时,Mg91Ni6Cu3合金的储氢量增大。为了进一步明确Cu对亚共晶Mg-Ni-Cu合金吸放氢性能的影响机理,制备了Mg91Ni9-xCux（x=3、4.5、6）合金。Cu含量提高导致Mg91Ni9-xCux合金的共晶组织粗化,活化和中温储氢性能变差。Cu原子通过占据Mg2Ni晶格中Ni原子位置,形成晶格常数增大的Mg2Ni/Cu,有助于氢原子扩散。循环吸放氢后,Mg2Ni/Cu未发生改变。Mg91Ni6Cu3合金的共晶界面较多,在175℃、1MPa氢压下的储氢量可达5.60wt.%。Mg91Ni6Cu3氢化物的脱氢反应平衡氢压较大且能够协同放氢,使其在225℃的等温放氢性能最优。而Mg91Ni4.5Cu4.5和Mg91Ni3Cu6合金中Mg2Ni/Cu的独立氢化过程导致合金的储氢量不同程度降低。稀土元素La为A类元素,可与Mg形成Mg-La Mg12共晶,有助于优化亚共晶Mg-Ni合金的储氢性能。共晶Mg-La Mg12的La含量较低,研究中通过La部分替代Ni,制备Mg98Ni2-xLax（x=0、0.33、0.67、1）合金,揭示La对亚共晶Mg-Ni合金凝固组织和储氢性能的影响。随着La含量的提高,块状La2Mg17逐步增多。Mg98Ni1.67La0.33合金的吸氢性能最优,而Mg98Ni1.33La0.67氢化物的放氢性能最优。La部分替代Ni可使Mg98Ni2-xLax合金的平衡氢压降低,有助于提高合金的储氢性能,细化的共晶组织使Mg98Ni1.33La0.67和Mg98Ni1La1氢化物的放氢起始温度明显降低。Mg98Ni2-xLax合金吸放氢后会发生分解,Mg98Ni1.67La0.33合金原位形成储氢性能优异的Mg-Mg2Ni-La Hx纳米复合材料,在325℃、3MPa氢压下和175℃、1MPa氢压下的储氢量分别为7.19wt.%和5.59wt.%,氢化和脱氢反应表观激活能分别为57.99k J/mol H2和107.26k J/mol H2。La Hx和Mg2Ni纳米相分布于共晶区域,可催化氢化反应的发生,纳米界面提供相变反应的优先形核位点。周围形成密集纳米管状结构,通过促进氢原子穿过Mg H2扩散,改善氢化反应的“阻塞效应”,提高氢化反应第一阶段的储氢量,使Mg-Mg2Ni-La Hx纳米复合材料的吸放氢动力学和储氢性能优化。为了明确初生Mg对亚共晶Mg-Ni合金储氢性能的影响机理,选定初生Mg比例较高的Mg98Ni2合金,在合金凝固过程中,引入超声波熔体处理。初生Mg形态发生球化、尺寸明显减小,同时共晶Mg-Mg2Ni显着细化,进而提高了合金的等温吸放氢速率和储氢量,且在较低温度下较为明显。由于共晶界面增多且氢原子在晶粒中扩散距离缩短,Mg98Ni2（UST）氢化物的DSC峰值放氢温度由392.99℃降低至345.56℃,脱氢反应表观激活能由101.93k J/mol H2降低至88.65k J/mol H2,氢化和脱氢反应的平衡氢压滞后程度明显减小,热力学性能有所改善。由于初生Mg的尺寸减小,氢化反应第一阶段的吸氢量升高,导致Mg98Ni2（UST）合金储氢量升高。
刘晓雪[2]（2020）在《La-RE-Mg-Ni-Al（RE=Nd,Sm）基AB4型贮氢合金负极材料的结构和电化学性能》文中进行了进一步梳理本文通过感应熔炼方法制备了La-RE-Mg-Ni-Al基贮氢合金,并通过不同温度下退火热处理,生成了一种新型AB4相结构合金。研究了合金AB4相的相结构转变机制,并测试了不同合金电极样品的电化学性能,研究退火热处理对相结构及合金电化学及动力学性能的影响以及AB4相对于Pr5Co19相合金的电化学性能的影响。研究结果表明,铸态La-Sm-Nd-Mg-Ni-Al基合金中含有LaNi5、MgCu4Sn、Ce5Co19三相结构。经900℃下12 h热处理后MgCu4Sn相消失,La Ni5相减少,产生新相Ce2Ni7相。产生的新相Ce2Ni7相又会和剩余未反应完全的LaNi5相继续产生包晶反应,向Ce5Co19相转换,Ce5Co19相含量增加。退火热处理温度升至960℃时,Ce2Ni7、LaNi5两相完全消失,出现Pr5Co19相,最大放电容量为369.8 mAh g-1。在970℃退火条件下形成Pr5Co19相单相合金。在975℃退火条件下AB4相出现Pr5Co19相消失不见,200周容量保持率为83.2%,在-40℃时放电容量可达138.5 mAh g-1,高倍率性能由24.93%（铸态合金）提高到34.06%。其交换电流密度I0、极限电流密度及氢扩散系数均大于其他热处理态合金,说明AB4相出现有利于合金的高倍率性能。制备Pr5Co19单相合金及含有AB4及Pr5Co19的两相的La-Sm-Mg-Ni-Al系合金,并研究其电化学性能和储氢性能。结果表明,随着AB4相含量的增加,并未改变Pr5Co19相的微观构型,且提高了合金的最大放电容量,表现出较好的高倍率性能及吸放氢性能。并通过其储氢性能的对比研究发现,AB4相含量的增加,使得氢化物生成焓升高,脱氢焓降低,提高了合金的热力学性能,氢化物的稳定性降低,氢原子在较高的电流密度下的扩散更容易,从而表现出更好的高倍率放电性能。
闫静[3]（2020）在《改性AB5型储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究》文中提出直接硼氢化物燃料电池（DBFC）是一种碱性燃料电池,它能将存储在电池中的化学能直接转化成电能。该类电池因理论电压高、能量密度大,转换效率高且环保无污染而备受关注。DBFC的性能直接受其阳极催化剂的控制。然而,由于阳极催化剂容易发生水解而导致电池转换效率降低。此外,以往多采用贵金属单质或合金作为阳极催化剂,成本也极大的限制其广泛应用。因此寻求廉价、高催化性能的阳极催化剂成为目前急需解决的问题。储氢合金因具有独特的储氢功能,可以将氢存储,还能在一定条件下将氢释放。储氢合金作为DBFC阳极催化剂,摒弃了以往阳极催化剂成本高、易水解两个致命的缺点,因而受到极大的关注。本文立足于性能稳定的AB5型储氢合金,研究了改性AB5型合金的结构、电化学性能和作为DBFC阳极催化剂的催化性能,并分析了结构、电化学性能和催化性能三者之间的关系,得到了一些有意义的结果:首先,在球磨时间对AB5型储氢合金的结构、电化学性能以及作为DBFC阳极催化剂的催化性能影响的研究中发现,球磨没有改变合金的相组成,但改变了合金的相结构。所有球磨态AB5型合金均由单一的CaCu5型LaNi5相组成。随着球磨时间的延长,合金非晶化程度越来越严重,AB5型合金的最大放电容量、放电性能以及循环稳定性均逐渐变差,同时球磨AB5型合金作为DBFC阳极催化剂的催化性能以及稳定性也在逐渐变差。可见,球磨AB5型合金的电化学性能与其作为DBFC阳极催化剂的催化性能呈正相关关系。铸态MmNi3.55CO0.75Mn0.4Al0.3储氢合金（Mm为富Ce稀土）呈现了最佳的综合电化学性能和作为DBFC阳极催化剂的催化性能。其次,通过在不同的球磨时间内球磨AB5型MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3 合金和碳纳米管（CNTs）制备了 CNTs/AB5复合储氢合金。研究了 CNTs/AB5复合合金的电化学性能和作为DBFC阳极催化剂的催化性能。结果表明,CNTs的复合并没有改变AB5合金的相结构。随着球磨时间的增加,CNTs/AB5复合合金的电化学性能和对BH4-的催化性能均是先升高后降低。由此可以预测复合合金的电化学性能与作为DBFC阳极催化剂的催化性能呈正相关性。球磨2 h的CNTs/AB5合金表现出最佳的电化学性能和催化性能。最后,考虑到贵金属银（Ag）具有优良的导电和催化性能,采用球磨方法制备了不同含量的Ag/AB5复合储氢合金,研究了 Ag/AB5复合储氢合金的结构、电化学性能及对BH4-的催化性能。结果表明,不同含量的Ag修饰的AB5合金的主要结构仍然是由单一的CaCu5型LaNi5相组成。随着Ag含量的增加,Ag/AB5复合储氢合金的电化学性能和催化性能均先增加后降低。当Ag的含量为2wt.%时,Ag/AB5复合合金具有较好的电化学性能和对BH4-的催化性能。
刘芬[4]（2020）在《二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究》文中研究说明CO2是温室气体的主要成分,也是一种储量丰富、廉价易得的碳资源,借助可再生能源的CO2的资源化利用是实现可持续发展战略的有效途径之一,将CO2化为高附加值的化学品有望缓解人类因过量使用化石能源所造成的能源危机及环境恶化问题。Ni基催化剂因价格低廉,且对CO2加氢反应催化活性及选择性都很高而吸引了广泛关注。但传统Ni基催化剂催化温度较高（250℃～450℃）使得能耗高且设备复杂,在长时间反应过程中催化剂容易积碳、团聚,进而导致催化剂失活,成为制约其工业化应用的瓶颈,因此寻找一种能在温和条件下进行CO2定向转化的方法或者催化剂是研究者们努力的重要方向。本论文以RNi5（R=La,Ce,Pr,Nd,Sm等）稀土储氢合金作为制备催化剂的前驱体,一方面,旨在获得室温球磨条件下具有高催化活性、高选择性的甲烷化反应催化剂,而另一方面,希望利用La Ni5的室温吸氢特性,为工业废氢的增值利用开发新途径。首先,尝试了球磨RNi5-[H2+CO2+Ar]体系的CO2甲烷化反应。在RNi5催化作用下,利用机械化学力代替热能实现CO2的室温还原,分析了球磨转速、反应气体气压、不同氢源,循环次数和储氢合金类型对催化性能的影响。在500 rpm,0.3 MPa气压条件,La Ni5-[H2+CO2+Ar]体系甲烷产率可达83.8%。通过对La Ni5-[H2+CO2+Ar]体系球磨反应过程的跟踪测试,阐明了储氢合金在CO2加氢反应中的作用机理,观察到La Ni5合金先发生吸氢反应并生成氢化物La Ni5H6,随后在球磨的作用下发生氢化物与CO2反应并提供活性H原子,反应产物Ni/La2O3为甲烷化反应的催化剂并由于活性H原子使得甲烷化反应在室温即可进行。采用半原位FTIR分析方法,观察到该体系中CO2甲烷化反应路径沿着甲酸根路径转变为甲烷。接着,采用碳酸盐作为CO2气源,La Ni5H6作为氢源和催化剂前驱体,首次在球磨条件下实现了碳酸盐的室温甲烷化反应。为了便于对比,还测试了H2来源、H2与碳酸盐比例、碳酸盐类型和储氢合金氢化物类型对反应性能的影响,La Ni5H6,H2:La2O2CO3=12:1时CH4产率能达到91.9%,同等条件下Na2CO3及Ca CO3还原生成CH4的产率为30.3%和30.8%。同时,该实验中还对比了氢化物中活性H原子与气相H2供氢对甲烷化反应的影响。最后,为了进一步提高催化剂的活性及稳定性,通过对催化剂载体的优化设计,搭建与均相催化剂化学环境类似的高分散催化剂（单原子催化剂）,采用介质阻挡放电等离子辅助球磨技术（DBDP-BM）制备活性更高、稳定性更强的缺陷石墨烯负载Ru（Ru/DG）催化剂。借助DBDP技术对载体石墨烯进行刻蚀,使其表面生成丰富缺陷进而锚定Ru原子,形成Ru纳米颗粒甚至Ru单原子。通过对等离子体气体类型、气压的调控,制备了Ru/DG以及掺氮Ru/DG。在0.5 atm N2 DBDP-BM条件下制得的Ru/NG催化剂,在250℃时CH4产率达到62.3%,且在长时间循环后仍性能稳定。
杨洋[5]（2020）在《稀土和热处理对超点阵结构La-Y-Ni系A5B19型合金储氢和电化学性能的影响》文中提出迄今,超点阵结构La-Mg-Ni系储氢合金的研究成果虽然较多,且该合金已实现部分商业化应用,但由于其关键合金化元素Mg的熔点低（648.8℃）和饱和蒸气压高等特性,致使合金在熔炼制备过程中存在较大安全隐患,同时也增加了制备过程中准确控制Mg含量的难度。研究表明,新型超点阵结构La-Y-Ni系储氢合金电极具有电化学放电容量高、易活化、氢致非晶化倾向小以及可逆吸放氢性能好等特点,作为未来镍氢电池候选负极材料具有较大研发价值。目前对La-Y-Ni系A2B7型储氢合金研究报道较多,A2B7型储氢合金虽然有较高的电化学放电容量,但其充放电循环稳定性有待提高。基于A5B19型相比A2B7型结构具有较多的[CaCu5]亚结构单元堆垛,理论上在充放电（吸放氢）时应具有更好的结构和循环稳定性。基于以上研究背景,本文以La-Y-Ni系A5B19型La1-xYxNi3.52Mn0.18Al0.1（x=0-1）储氢合金为研究对象,利用XRD、SEM、EDS、Sievelts型PCT装置和电化学测试等方法,系统研究了Y元素对A5B19型储氢合金的相结构、气态储氢性能以及电化学性能的影响,确定了最佳Y元素含量。进而,又研究分析了热处理和A端稀土元素（R=Yb、Er、Nd、Pr、Ce、La、Sm、Gd）替代对A5B19型合金微观组织和电化学性能的影响。论文研究得到如下主要结果:（1）对A5B19型La1-xYxNi3.52Mn0.18Al0.1（x=0-1）退火合金,当合金中Y元素含量低于0.3时,氢致非晶化现象严重,导致合金无明显吸放氢平台,可逆吸放氢性能差及电化学容量较低;当Y元素含量x=0.50.7时,合金有较为适宜的吸放氢平台压和较高的电化学放电容量（324.3385.8 mA·h/g）,其中x=0.6时,合金电化学放电容量最高(Cmax=385.8 mA·h/g),容量保持率最佳(S100=84.06%);当Y元素含量x≥0.85时,由于合金吸放氢平台压力高于一个标准大气压,导致合金电极放电容量较低。（2）以上述A5B19型储氢合金中综合性能较好的样品（x=0.6）为研究对象,系统研究了热处理对La0.4Y0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1合金相结构和电化学循环性能的影响。结果表明,在温度为1273 K下退火48小时,合金A5B19型相丰度占92.92%,合金电极具有最好的电化学循环性能(S100=89.84%),在1298 K下退火48小时,合金电极具有最高的电化学放电容量(Cmax=386.6 mA·h/g)。说明热处理对A5B19型La0.4Y0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1合金的电化学性能有较大的影响。（3）用稀土元素R（R=Yb、Er、Nd、Pr、Ce、La、Sm、Gd）替代A5B19型La0.4Y0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1合金中A端La元素,制备和研究了退火合金的微观组织和电化学性能。结果表明,当R=Nd时,该A5B19型合金电极的循环稳定性最佳,100次充放电后其容量保持率S100由无Nd元素替代时的82.87%提升至93.38%。（4）系统研究了稀土Nd含量对La0.4-xNdxY0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1（x=0-0.4）合金微观组织、气体储氢性能及电化学性能的影响。结果表明,随Nd含量增加,合金吸放氢平台压力均在0.1 MPa以下;合金电极的活化性能和最大放电容量随Nd含量增加均有所降低,但循环稳定性逐渐提升,经100次充放电循环后的容量保持率S100从82.87%（x=0）逐渐增加到93.7%（x=0.4）,此时电极的倍率放电性能HRD900也逐渐提高至87.79%。
翟晓杰[6]（2019）在《渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究》文中进行了进一步梳理Ti基正二十面体准晶的特殊结构使其在理论上具有较高的储氢容量,但在放电容量和循环稳定性方面有待于进一步提高。本论文的研究工作中,以包含正二十面体准晶相Ti-V-Ni和Ti-Zr-Ni合金为主合金材料,通过准晶空隙中渗锂、添加过渡金属氢化物以及元素替代方式制备Ti基准晶复合材料并讨论其电化学储氢性能。主要研究内容及结果如下:1.利用电弧熔炼和急冷技术制备Ti55V10Ni35和Ti1.4V0.6Ni准晶薄带,通过熔盐电渗方法将金属锂渗入到准晶空隙中,可逆的化学反应Li++H-←→LiH可使氢吸附解吸附（电荷转移）反应速率提高。渗锂电流密度分别为0.3 A/mg、0.6 A/mg、0.9 A/mg时制得Ti55V10Ni35-Li复合材料合金电极在放电电流密度为30 mA/g时最大放电容量分别为257.7 mAh/g（0.3 A/mg）、301.8 mAh/g（0.6 A/mg）和238.7 mAh/g（0.9 A/mg）较无添加时Ti55V10Ni35的219.8 mAh/g有大幅度提升,由此确定最佳渗锂电流密度为0.6 A/mg。同时研究发现Ti1.4V0.6Ni-Li（0.6 A/mg）复合材料合金电极在放电电流密度为30 mA/g时最大放电容量较无添加时Ti1.4V0.6Ni的276.8 mAh/g提升到307.1 mAh/g。2.熔盐电渗方法可提高准晶电极电化学性能但实验方法较复杂,过渡金属氢化物在电化学反应过程中可起到催化和协同作用,因此考虑在Ti1.4V0.6Ni准晶合金中适量添加TiH和ZrH2。研究表明TiH和ZrH2的最适添加量分别为15 wt.%和10 wt.%时复合材料表现出良好的循环稳定性和高倍率放电能力。Ti1.4V0.6Ni和Ti1.4V0.6Ni+15 wt.%TiH电极最大放电容量分别为278.6 mAh/g和339.8 mAh/g,循环30次后容量保持率分别为75.6%和86.7%,高倍率放电能力由75.0%提升到85.6%;同样Ti1.4V0.6Ni+10wt.%ZrH2复合材料合金电极较无添加时的Ti1.4V0.6Ni合金电极电化学性能明显改善。3.LiH含有极高的氢重量密度,锂离子位于准晶晶格的空隙中可产生羟基离子并生成LiOH沉积在孔洞中以防止碱液腐蚀合金电极,准晶合金中添加LiH可提高材料电化学性能。Ti55V10Ni35和Ti55V10Ni35+6 wt.%LiH电极最大放电容量分别为220.1mAh/g和292.3 mAh/g,复合材料循环容量保持率较无添加时相比由73.9%提高到87.1%,合金电极的高倍率放电性能由78.1%增加到87.8%;放电电流密度为30 mA/g时Ti41.5Zr41.5Ni17与Ti41.5Zr41.5Ni17+10 wt.%LiH最大放电容量分别为96.5 mAh/g和146.6 mAh/g,添加LiH后电极的高倍率放电性能由62.7%提升到76.3%。4.Pd具有良好的电催化能力,多壁碳纳米管（MWCNTs）具有较大的比表面积和较高的导电性,Pd和/或MWCNTs的协同作用可提高准晶合金电极的储氢能力。采用机械合金化和退火工艺合成Ti49Zr26Ni25准晶,采用机械球磨法将不同比例Pd和/或MWCNTs的混合物加入合金粉末中,Ti49Zr26Ni25+a MWCNTs+b Pd（a+b=5%）复合电极显示出优异的电化学性能;Ti-V-Ni合金中适当添加Fe可有效提高合金电极的活化性能,降低成本,改善电化学性能。Fe和V的电化学协同作用比纯V效果好且Fe的氧化层会最大程度的保护合金电极不受腐蚀。
孙昊[7]（2019）在《稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响》文中提出镁镍系储氢合金因其具有储氢量大,资源丰富和价格低廉等优势,而受到了广泛的重视。然而这类合金也存在着诸如吸放氢温度较高、动力学性能较差等缺点,限制了其走向实际的应用。为此,研究者采用了诸如改变化学成分、添加催化剂,或者改变制备手段等方法来改善合金的吸放氢性能。虽然这些措施对合金储氢性能改善均起到了一定程度的作用,但改善的效果尚待提高,作用机制也未形成统一的认识。本文将Mg24Ni10Cu2合金作为基础合金,研究了稀土添加、球磨制备和复合镍等方法对镁镍系合金的组织结构以及电化学和气固储氢性能的影响,定量研究了合金放氢活化能和吸放氢热力学随上述改性工艺调整的演变,并深入探索了合金吸放氢机制的变化机理。研究了Y、Sm和Nd三种不同稀土元素的添加对合金组织结构与储氢性能的影响。发现三种稀土添加均能显着细化铸态合金的树枝晶组织,并使合金相组成变为由Mg2Ni相、Mg相以及稀土添加后的形成的REMgNi4（RE=Y,Sm,Nd）相三相构成。Y添加能够促进Cu在Mg2Ni相中的固溶度,提高Cu对Ni的替代率,而Nd和Sm添加没有此现象产生。稀土添加能够改善合金的储氢性能,包括电化学循环稳定性,气固储氢的活化性能、动力学放氢性能和热力学性能。三种稀土元素中Y添加的改善作用最好,Y添加后合金的放氢活化能由未添加前的77.4 kJ/mol降低到添加后的72.0kJ/mol;Mg2Ni相吸放氢的（35）H分别由未添加前的-59.2和67.1 kJ/mol H2,改变为添加后的-53.6和63.7 kJ/mol H2,（35）S分别由未添加前的-113.7和123.1 J/K/mol H2,改变为添加后的-104.3和117.4 J/K/mol H2。稀土添加并不改变合金的三维扩散控制吸氢机制和相界反应控制的放氢机制。在此基础上通过实验和第一性原理计算研究了Y添加量对合金相组成及结构特征与吸放氢性能的影响。发现随Y添加量的增加,合金的基体组织逐渐由树枝晶组织演变为共晶组织,合金中Mg2Ni相的含量减少,YMgNi4相含量增加。随Y添加量的增加,Cu元素在Mg2Ni相中的固溶度增加,提高了Cu元素对Ni元素的替代率,最高时Cu和Ni的原子比达到了0.36,导致合金吸氢后Mg2NiH4相热力学稳定性的降低。Mg2Ni与Mg几乎可以同时开始吸氢,但Mg2NiH4相较MgH2更容易放氢。Y添加能够改善合金的吸放氢动力学性能和热力学性能,其中Mg22Y2Ni10Cu2合金的活化能只有67.6 kJ/mol,合金主要吸氢相Mg2Ni相吸放氢的（35）H分别为-50.5和61.1kJ/mol H2,（35）S分别为-100.7和115.4 J/K/mol H2。第一性原理计算结果表明Mg原子可以占据部分Y原子的位置而形成Y1-xMg1+x+x Ni4相,但其稳定性低于YMgNi4相。研究了球磨时间对合金组织结构与合金气态、电化学储氢性能的影响。发现球磨制备能够明显细化合金的组织,并使合金由晶态转变为非晶/纳米晶结构,其效果随球磨时间越发显着。球磨显着提高了合金的电化学的放电容量,同时能够改善合金的电化学倍率特性,但降低了合金的循环稳定性。其中球磨40 h合金的电化学放电容量是铸态合金的231%,而球磨20 h的合金具有较好的电化学倍率特性。球磨制备能够改善合金气固吸放氢的动力学,降低氢化物的热力学稳定性,但却降低了合金的可逆储氢量,其中球磨20 h时合金具有最低的放氢活化能62.4 kJ/mol,相比铸态降幅达到了13.3%,球磨40 h合金的热力学性能最好,其吸氢（35）H和（35）S值为49.1 kJ/mol H2和-94.6 J/K/mol H2,放氢的（35）H和（35）S则为61.3 kJ/mol H2和110.6 J/K/mol H2。同时发现球磨制备不改变合金的吸放氢机制。研究了复合镍对合金结构及储氢性能的影响。发现复合镍能够显着促进球磨过程中合金非晶及纳米晶化的进程。复合镍的添加能够显着提高合金的电化学放电容量,改善合金的循环稳定性,同时也能提高合金的动力学性能,复合100 wt.%Ni的合金具有最大的放电比容量,达到了729.3 mAh/g,而复合150 wt.%Ni时却有着更好的循环稳定性和动力学性能。同时发现,复合镍对合金气固储氢动力学及热力学性能改善不起作用,但却对材料气固储氢的吸放氢机理产生了明显的影响。复合50 wt.%Ni合金吸放氢均为随机形核和随后长大的控制机制,复合100 wt.%Ni合金吸氢时为扩散控制机制,放氢则为随机形核和随后长大的控制机制。
黎子鸣[8]（2019）在《YFe2基新型稀土合金结构与性能的关系》文中进行了进一步梳理稀土-过渡金属合金,如AB5、AB3、AB2,可以在常温常压的条件下储存氢气,是一种较为理想的储氢材料。一般而言,随B组元的减少,其储氢量增加。AB2型Y基储氢合金普遍具有C14型MgZn2六方结构或C15型MgCu2正方结构。在一定条件下,氢原子能够进入其四面体间隙中形成间隙氢化物,理论储氢容量达到1.82.4 wt.%的水平,具有较好的发展和应用前景。然而,该类合金在与氢气的反应过程中,会出现严重的晶格畸变、以及极其容易发生氢致非晶和歧化分解等现象,导致合金晶体结构发生变化,或者生成稳定的Y氢化物,使得合金的循环性能极差,无法满足储氢材料使用的性能要求。本论文在前人的研究工作基础上,致力于设计新型YFe2基稀土合金体系,并通过非化学计量比、合金化以及改变形貌组织等方法实现其高容量可逆吸放氢,探索有潜力的稀土储氢合金新体系。本研究首先在YFe2合金的基础上,采用Al元素对Fe进行部分替代,制备了YFe2-xAlx合金,该系列合金吸氢后生成以H原子为间隙原子的间隙固溶体,虽然其吸放氢反应伴随着晶格的膨胀和收缩,但合金结构能够保持稳定。由此,成功抑制了合金吸氢反应时发生的氢致非晶化以及歧化反应,实现了完全可逆吸放氢,且循环稳定性良好。其中,YFe1.7Al0.3合金拥有最高的可逆储氢容量,为1.38 wt.%。然而,随着Al含量的增加,合金的可逆吸放氢容量逐渐下降。此外,该合金在首次和后续的吸氢过程中,容量有少量的损失。YFe2-x2-x Alx合金的吸放氢PCT曲线呈固溶体的倾斜趋势。在脱氢过程中,YFe2-xAlx合金氢化物的脱氢平衡压力随着其内部H原子含量的减少而不断降低,从而导致该合金氢化物存在脱氢不完全的问题。为进一步克服上述缺点,本文设计并研究了Al缺量和Fe过量的非化学计量比Y-Fe-Al合金。这两类合金均保持着原YFe2-xAlx合金的C15拉弗斯相结构,在吸放氢循环中合金保持良好的结构稳定性。Al缺量合金具有优异的吸放氢动力学性能,在300 s即可完成氢气的吸收和脱出。其中,YFe1.6Al0.2合金拥有达1.63 wt.%的最高的可逆容量。Fe过量合金则具有更高的脱氢平衡压力,使得其常压下脱氢容量在一定程度上得到了提高。其中,储氢容量最低的YFe1.9Al0.3合金拥有最高的脱氢容量。该系列合金中Fe原子对Y的替代,使得晶格中四面体间隙尺寸的减小,以及合金整体对H原子结合力的削弱,使得YFe1.7+xAl0.3合金的脱氢平衡压力明显高于其它成分合金,拥有较高的脱氢容量。为了进一步提高Y-Fe-Al系合金的脱氢平衡压力,本文采用Zr、Ti和V元素部分替代A侧的Y,制备了Y-M-Fe-Al四元合金。在一定成分范围内,Y-M-Fe-Al合金保持着原Y-Fe-Al合金的C15拉弗斯相结构。在经过多次吸放氢循环后,该合金保持着原合金良好的结构稳定性。A侧元素替代,既减小了合金晶格中四面体间隙尺寸,同时又削弱了合金整体对H原子的结合力,使得合金氢化物的脱氢平衡压力有了显着的提高。其中,Y0.9V0.1Fe1.7Al0.3合金的脱氢平衡压力达到1.20 atm,因此,合金在常温常压下的脱氢容量得到了大幅度提高。合金的四面体间隙尺寸的减小量、氢化物的生成焓的减小量以及氢化物脱氢平衡压力的增量之间的关系可以用一个二次曲面进行较好的拟合。拟合结果显示,减小晶格中四面体间隙尺寸能够更有效地提高合金氢化物的脱氢平衡压力。降低间隙尺寸之所以能有效提高合金脱氢压力,这与氢原子周围局域应力状态的变化密切相关。因此本文设计并制备了Y0.67Zr0.33Fe1.7Al0.3双相合金,利用吸/放氢过程中两相间产生的应力,从而改变H原子局域的应力状态,使得晶格内部产生一定程度的应变,以达到提高脱氢平衡压力的目的。Y-Zr-Fe-Al双相合金中两相的成分分别为Y0.803Zr0.197Fe1.683Al0.317（富Y相）和Y0.196Zr0.804Fe1.694Al0.306（富Zr相）,两者均拥有相同的C15拉弗斯相结构。其中,富Y相的脱氢压力显着高于其纯合金,这表明两相之间产生的局域应力确实能够改善合金的脱氢热力学性能,提高其脱氢平衡压力。根据有限元模拟计算结果,本文建立了合金体积应变与脱氢平衡压力之间的数量关系。此外,还通过机械合金化的方法对Y0.67Zr0.33Fe1.7Al0.3双相合金进行处理,使得合金的组织结构得到进一步优化以改善其储氢性能。
王鹏鹏[9]（2019）在《Ce5Mg95-xNix（x=5,10,15）合金贮氢性能的研究》文中指出在金属氢化物贮氢材料中,镁基贮氢合金因其高的理论贮氢容量而备受各国研究人员的关注。近期,研究工作者们通过合金化、表面改性、添加催化剂和制备纳米颗粒等方法使得镁基贮氢合金的吸放氢动力学性能得到了显着的改善。本文采用真空熔炼法制备了铸态Ce5Mg95-xNix（x=5,10,15）合金,并从合金化、微观结构改性以及添加催化剂三个方面详细探究了这些处理方法对样品合金的吸放氢动力学性能和热力学性能的影响。本文首先利用真空感应熔炼炉制备了不同Ni含量的铸态Ce5Mg95-xNix（x=5,10,15）合金,详细探究了样品合金的微观结构及相组成。通过XRD和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的分析结果表明,铸态样品合金的主相是CeMg12,第二相是Mg2Ni。合金吸氢之后主相变为MgH2,副相为Mg2NiH4和CeH2.73;脱氢之后主相变为Mg,副相为Mg2Ni和CeH2.73。随着Ni含量的逐渐增加,铸态样品合金的贮氢容量不断下降,但其吸放氢动力学性能得到了明显的改善。通过计算得出铸态Ce5Mg95-xNix（x=5、10、15）合金放氢反应活化能分别为77.09 KJ/mol、70.34 KJ/mol、62.96 KJ/mol。同时,研究表明Ni的添加对于合金的热力学性能没有产生明显的改善。综合考虑之后,我们选取Ce5Mg85Ni10合金进行了不同时间的球磨处理,球磨时间分别设定为5 h、10 h、20 h、30 h。研究表明,在球磨5 h时,球磨态Ce5Mg85Ni10合金拥有最低的放氢反应活化能。当球磨时间超过5 h时,放氢反应活化能又开始回升,这是因为随着球磨时间的继续增加,样品合金中的纳米晶相会遭到破坏从而演变为非晶相结构,这样就会导致氢原子在合金内部的快速扩散通道减少,从而抑制了球磨合金的放氢反应速率的进一步提升。分别测试了不同球磨时间的PCT曲线,研究结果表明机械球磨处理没有对合金的热力学性能带来明显的改善。通过球磨处理工艺分别制备了Ce5Mg85Ni10+x wt.%TiF3（x=1,3,5,7）合金,通过计算得出球磨5 h Ce5Mg85Ni10+x wt.%TiF3（x=1,3,5,7）合金的放氢反应活化能分别为61.84 KJ/mol、57.43 KJ/mol、64.46 KJ/mol、73.96 KJ/mol。可以看出,样品合金的放氢活化能随着TiF3含量的增加呈现出先减小后增加的趋势,其中x=3时样品合金的放氢反应活化能最低,为57.43 KJ/mol。首先,催化剂TiF3中具有合适电负性的Ti元素会弱化Mg-H键,显着降低放氢反应所必须克服的能垒。同时TiF3又能为合金内部引入大量的晶界,为氢原子在合金内部的扩散提供通道,从而提升合金的放氢动力学性能。
臧佳贺[10]（2019）在《稀土元素取代对Ca-Mg-Ni化合物储氢性能的影响》文中研究说明本文在综述了R-Mg-Ni（R表示稀土元素）储氢化合物的最新研究进展的基础上,以原子半径逐渐减小的稀土元素Nd（182 pm）、Gd（180 pm）和Er（176 pm）对Ca-Mg-Ni化合物中的Ca（197 pm）元素进行部分取代,并通过X射线衍射和Rietveld全谱拟合、选区电子衍射、气态P-C-T储氢测试以及电化学性能测试等表征和分析方法,系统研究了稀土元素的取代对AB2、AB3和A2B7型Ca-Mg-Ni化合物的相结构、气态储氢性能以及电化学性能的影响。主要研究内容与结果如下:（1）稀土元素对Ca进行取代后,CaMgNi4由C15型结构（空间群:Fd-3m）转变为R0.5Ca0.5MgNi4的C15b型结构（空间群:F-43m）。元素取代后晶格中原子的占位更加有序,使得Nd0.5Ca0.5MgNi4（a=7.0591（?））有着比CaMgNi4（a=7.0173（?））更大的晶格常数。CaMgNi4的吸氢量可达1.33 wt.%,R0.5Ca0.5MgNi4的吸氢量有所降低但吸放氢平台显着升高而且更加平坦。R0.5Ca0.5MgNi4的氢化焓从Nd0.5Ca0.5MgNi4到Er0.5Ca0.5MgNi4随着晶胞体积的减小而由-46.3变化至-26.8 kJ/mol H2。此外,由于R0.5Ca0.5MgNi4合金电极具有更好的耐腐蚀性能以及更快的氢扩散速率,因而比CaMgNi4表现出更好的循环稳定性和高倍率放电性能。（2）Ca2MgNi9和RCaMgNi9均为PuNi3型单相结构。Ca2MgNi9的储氢能力可达1.73wt.%,但氢化物太稳定,不能完全释放氢。与Ca2MgNi9相比,RCaMgNi9化合物的吸放氢热力学有了显着的改善。随着晶胞体积从NdCaMgNi9的510.7（?）3减小到ErCaMgNi9的498.1（?）3,RCaMgNi9的吸氢焓变从-30.4变化至-19.5 kJ/mol H2,表现出良好的应用前景。此外,RCaMgNi9合金电极比Ca2MgNi9具有更好的循环稳定性和更加优异的高倍率放电性能,特别是在Nd取代的情况下。Ca2MgNi9循环稳定性差的主要原因是充放电过程中严重的相分解。（3）A2B7结构的合金均由菱方结构的3R相和六方结构的2H相组成,3R相的比例随着取代原子半径的减小而增加。A2B7型合金的储氢量进一步提高但吸放氢平台更加倾斜。在电化学性能方面,A2B7型合金在碱性溶液中的耐腐蚀性增强,但相分解的趋势有所增加。（4）相比之下,对于每一种结构的合金,Ca-Mg-Ni合金都有着最大的储氢容量,Nd、Gd和Er取代的合金储氢量依次减少;合金的吸氢平台压与平均亚单元体积满足一个线性关系,且线性斜率随着[AB5]单元的增加而减小。所有合金的氢化焓与平均亚单元体积都基本满足一个线性关系,即吸氢焓变的绝对值随着亚单元体积的减小而降低,氢化物朝着不稳定的方向变化,更加有利于吸放氢过程的进行。总体而言,稀土元素的取代使Ca-Mg-Ni合金的原子占位更加有序而表现出优异的气态储氢性能和电化学性能,Nd元素的取代对Ca-Mg-Ni化合物具有最好的改善效果,特别是在充放电循环和高倍率放电性能方面。
二、Activity and Stability of Rare Earth-Based Hydride Alloys as Catalysts of Hydrogen Absorption-Oxidation Reactions（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Activity and Stability of Rare Earth-Based Hydride Alloys as Catalysts of Hydrogen Absorption-Oxidation Reactions（论文提纲范文）
（1）Mg-Ni系储氢合金凝固组织调控及吸放氢行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 能源的开发与利用 |
| 1.1.1 传统能源 |
| 1.1.2 氢能的开发与利用 |
| 1.2 固体储氢材料概述 |
| 1.2.1 物理吸附储氢 |
| 1.2.2 化学储氢 |
| 1.3 MgH_2储氢 |
| 1.3.1 储氢机理 |
| 1.3.2 吸放氢热力学性能 |
| 1.3.3 吸放氢动力学性能 |
| 1.4 MgH_2储氢性能的优化 |
| 1.4.1 过渡金属与稀土元素合金化 |
| 1.4.2 掺杂表面活性剂催化 |
| 1.4.3 减小晶粒及颗粒尺寸 |
| 1.5 当前研究现状及进展 |
| 1.5.1 制备Mg/MgH_2纳米晶或纳米颗粒 |
| 1.5.2 纳米活性剂催化Mg/MgH_2 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 材料的制备及研究方法 |
| 2.1 实验方案与技术路线 |
| 2.2 材料的制备方法 |
| 2.2.1 合金的熔炼 |
| 2.2.2 超声波熔体处理 |
| 2.2.3 储氢样品的制备与保存 |
| 2.3 材料的表征方法 |
| 2.3.1 显微组织和成分分析 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 样品的表面形貌和内部结构 |
| 2.4 储氢性能的测试和研究方法 |
| 2.4.1 Sieverts法储氢测试装置 |
| 2.4.2 活化和吸放氢等温曲线 |
| 2.4.3 非等温DSC/TG差热分析 |
| 2.4.4 吸放氢PCI曲线和热力学性能 |
| 2.4.5 吸放氢动力学性能 |
| 第3章 亚共晶及过共晶Mg-Ni合金的吸放氢行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的制备 |
| 3.3 Mg-Ni合金的成分及显微组织 |
| 3.3.1 Mg-Ni二元合金成分的选择 |
| 3.3.2 相组成及显微组织 |
| 3.4 Mg-Ni合金的储氢性能 |
| 3.4.1 活化性能 |
| 3.4.2 吸放氢热力学性能 |
| 3.4.3 放氢动力学性能 |
| 3.5 氢化和脱氢行为 |
| 3.5.1 活化机理 |
| 3.5.2 脱氢反应机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 过渡金属Cu对亚共晶Mg-Ni合金储氢性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的制备 |
| 4.3 元素Cu对亚共晶Mg-Ni合金显微组织的影响 |
| 4.3.1 Mg-Ni-Cu三元合金的成分选择 |
| 4.3.2 相组成及显微组织 |
| 4.4 元素Cu对亚共晶Mg-Ni合金吸放氢性能的影响 |
| 4.4.1 活化和等温吸放氢性能 |
| 4.4.2 吸放氢热力学性能 |
| 4.4.3 脱氢反应模型和动力学性能 |
| 4.4.4 活化过程及氢的扩散机制 |
| 4.5 反应条件对Mg_(91)Ni_6Cu_3合金氢化行为的影响 |
| 4.5.1 温度对氢化行为的影响 |
| 4.5.2 氢压对氢化行为的影响 |
| 4.6 Mg_(91)Ni_(9-x)Cu_x合金的内部结构特征 |
| 4.6.1 显微组织特征 |
| 4.6.2 相组成特点 |
| 4.7 Mg_(91)Ni_(9-x)Cu_x合金的等温吸放氢性能 |
| 4.7.1 活化过程 |
| 4.7.2 中温储氢性能 |
| 4.7.3 储氢性能的优化机理 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 稀土元素La对亚共晶Mg-Ni合金储氢性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料的制备 |
| 5.3 元素La对 Mg_(98)Ni_(2-x)La_x合金显微组织的影响 |
| 5.3.1 合金成分的选择 |
| 5.3.2 Mg_(98)Ni_(2-x)La_x合金的相组成和显微组织 |
| 5.4 元素La对 Mg_(98)Ni_(2-x)La_x合金储氢性能的影响 |
| 5.4.1 活化性能 |
| 5.4.2 等温吸放氢性能 |
| 5.4.3 吸放氢热力学性能 |
| 5.4.4 非等温放氢性能 |
| 5.4.5 氢化和脱氢反应机制 |
| 5.5 Mg_(98)Ni_(1.67)La_(0.33)合金的吸放氢行为 |
| 5.5.1 活化机理 |
| 5.5.2 高温和中温储氢性能 |
| 5.5.3 氢化和脱氢反应动力学性能 |
| 5.5.4 Mg-Mg_2Ni-LaH_x纳米结构的原位形成机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 超声处理对亚共晶Mg-Ni合金凝固组织与储氢性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料的制备 |
| 6.3 超声处理对Mg_(98)Ni_2合金凝固组织的影响 |
| 6.3.1 合金成分的选择 |
| 6.3.2 超声处理对Mg_(98)Ni_2合金显微组织的影响 |
| 6.4 Mg_(98)Ni_2和Mg_(98)Ni_2(UST)合金的吸放氢性能 |
| 6.4.1 活化性能 |
| 6.4.2 等温吸放氢行为及热力学性能 |
| 6.4.3 非等温放氢性能 |
| 6.4.4 脱氢反应动力学性能 |
| 6.5 合金凝固组织对储氢性能的影响 |
| 6.5.1 氢化反应过程 |
| 6.5.2 储氢性能的优化机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 论文主要创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）La-RE-Mg-Ni-Al（RE=Nd,Sm）基AB4型贮氢合金负极材料的结构和电化学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 Ni/MH电池工作原理 |
| 1.3 贮氢合金材料的分类及其研究现状 |
| 1.3.1 AB_5型贮氢合金 |
| 1.3.2 AB_2型贮氢合金 |
| 1.3.3 A_2B型贮氢合金 |
| 1.3.4 AB型贮氢合金 |
| 1.4 La–Mg–Ni基合金的晶型及其研究现状 |
| 1.4.1 La–Mg–Ni系贮氢合金结构 |
| 1.4.2 AB_3型La–Mg–Ni基贮氢合金的研究进展 |
| 1.4.3 A_2B_7型La–Mg–Ni基贮氢合金的研究进展 |
| 1.4.4 A_5B_(19)型La–Mg–Ni基电极材料的研究状况 |
| 1.4.5 AB_4型La–Mg–Ni基电极材料的研究状况 |
| 1.5 RE–Mg–Ni-Al基合金的研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验设备及材料 |
| 2.2 贮氢合金的制备 |
| 2.3 合金化学组成与晶体结构的测定 |
| 2.4 贮氢合金电极的制备 |
| 2.5 合金电极电化学性能测试 |
| 2.5.1 电化学测试装置 |
| 2.5.2 电化学性能测试方法 |
| 2.6 合金电极动力学性能参数测试 |
| 2.6.1 动力学性能测试装置 |
| 2.6.2 动力学性能测试方法 |
| 2.7 贮氢合金储氢动力学测试 |
| 第3章 贮氢合金La-Sm-Nd-Mg-Ni-Al基的AB_4 相结构生成机制及电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相结构转变过程 |
| 3.3 电化学压力-组成(P-C)等温曲线 |
| 3.4 电化学性能 |
| 3.4.1 最大放电容量与循环稳定性 |
| 3.4.2 低温性能 |
| 3.4.3 高倍率放电性能(HRD) |
| 3.5 合金的动力学性能 |
| 3.5.1 线性极化与交换电流密度 |
| 3.5.2 阳极极化与极限电流密度 |
| 3.5.3 恒电位阶跃与氢扩散系数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 La-Sm-Mg-Ni-Al系AB_4型和A_5B_(19)型合金的相结构与电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 合金的微观相结构 |
| 4.3 合金的电化学性能 |
| 4.3.1 最大放电容量与循环稳定性 |
| 4.3.2 高倍率放电性能(HRD) |
| 4.4 合金的储氢P-C-T性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）改性AB5型储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直接硼氢化物燃料电池(DBFC)及其阳极催化剂的研究进展 |
| 1.2.1 DBFC的工作原理 |
| 1.2.2 DBFC阳极催化剂的研究发展 |
| 1.3 储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 储氢合金的吸氢机理 |
| 1.3.2 储氢合金作为DBFC阳极催化剂的反应机理 |
| 1.3.3 储氢合金作为DBFC的阳极催化剂 |
| 1.3.4 AB_5型稀土系储氢合金 |
| 1.3.5 AB_2型储氢合金 |
| 1.3.6 其他类型的储氢合金 |
| 1.4 本文选题的意义及研究内容 |
| 1.4.1 本文选题的意义 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 1.4.3 本文选题的创新点 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验所用试剂及样品制备 |
| 2.1.1 实验所用试剂 |
| 2.1.2 合金样品制备 |
| 2.2 样品结构测试方法 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM/EDS) |
| 2.2.3 差热扫描分析(DSC) |
| 2.3 样品性能测试方法 |
| 2.3.1 电极片的制备 |
| 2.3.2 电化学性能的测试 |
| 2.3.3 催化性能的测试 |
| 第三章 球磨AB_5型合金的电化学性能与其对BH_4~-的催化性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 AB_5球磨合金样品的制备 |
| 3.1.2 AB_5球磨合金样品的结构测试 |
| 3.1.3 AB_5球磨合金样品电化学性能测试 |
| 3.1.4 AB_5球磨合金样品作为DBFC阳极催化剂的性能测试 |
| 3.2 AB_5球磨合金样品的结构 |
| 3.3 AB_5球磨合金样品的电化学性能 |
| 3.4 AB_5球磨合金样品作为DBFC阳极催化剂的性能 |
| 3.5 AB_5球磨合金样品作为DBFC阳极催化剂的催化性能与其电化学性能的相关性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 CNTs/AB_5复合合金的电化学性能与其对BH_4~-的催化性能 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 CNTs/AB_5复合储氢合金的制备 |
| 4.1.2 CNTs/AB_5复合储氢合金的结构测试 |
| 4.1.3 CNTs/AB_5复合储氢合金的电化学性能测试 |
| 4.1.4 CNTs/AB_5复合合金对BH_4~-的催化性能测试 |
| 4.2 CNTs/AB_5复合储氢合金样品的结构 |
| 4.3 CNTs/AB_5复合储氢合金样品的电化学性能 |
| 4.4 CNTs/AB_5复合储氢合金样品作为DBFC阳极催化剂的性能 |
| 4.5 CNTs/AB_5复合储氢合金样品作为DBFC阳极催化剂性能与其电化学性能的相关性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 Ag/AB_5复合合金的电化学性能与其对BH_4~-的催化性能 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 Ag/AB_5复合储氢合金的制备 |
| 5.1.2 Ag/AB_5复合储氢合金的结构测试 |
| 5.1.3 Ag/AB_5复合储氢合金的电化学性能测试 |
| 5.1.4 DBFC阳极催化剂的电化学性能和催化性能的测试 |
| 5.2 Ag/AB_5复合合金样品的结构 |
| 5.3 Ag/AB_5复合储氢合金样品的电化学性能 |
| 5.4 Ag/AB_5复合储氢合金样品作为DBFC阳极催化剂的性能 |
| 5.5 Ag/AB_5复合储氢合金样品作为DBFC阳极催化剂性能与其电化学性能的相关性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文的总结与展望 |
| 6.1 研究工作的总结 |
| 6.2 对今后研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生期间取得的研究成果 |
（4）二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 温室效应与二氧化碳排放 |
| 1.1.2 能源危机与氢能的利用 |
| 1.2 二氧化碳的化学性质及利用 |
| 1.2.1 二氧化碳的化学性质 |
| 1.2.2 二氧化碳的利用 |
| 1.3 二氧化碳的甲烷化反应 |
| 1.3.1 甲烷化反应机理 |
| 1.3.2 反应催化剂 |
| 1.3.3 研究现状及面临的问题 |
| 1.4 储氢材料与二氧化碳甲烷化反应 |
| 1.4.1 储氢材料用于二氧化碳甲烷化反应 |
| 1.4.2 存在的问题 |
| 1.5 等离子体技术用于材料的制备 |
| 1.5.1 等离子体技术原理 |
| 1.5.2 等离子技术的应用 |
| 1.6 课题研究内容及选题意义 |
| 1.6.1 研究目的及意义 |
| 1.6.2 研究内容及技术路线 |
| 第二章 材料制备、表征及性能测试 |
| 2.1 试验原材料与使用仪器 |
| 2.2 催化剂材料的制备 |
| 2.2.1 感应炉熔炼制备储氢合金 |
| 2.2.2 储氢合金氢化物球磨反应制备Ni/La_2O_3催化剂 |
| 2.2.3 等离子球磨法制备纳米Ru/DG(NG)催化剂 |
| 2.3 催化剂材料结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.3 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱分析 |
| 2.4 催化剂材料性能测试 |
| 2.4.1 储氢合金氢化物用于二氧化碳甲烷化反应 |
| 2.4.2 储氢合金氢化物用于碳酸盐甲烷化反应 |
| 2.4.3 Ru/DG(NG)催化剂用于二氧化碳甲烷化反应 |
| 第三章 稀土金属储氢合金对二氧化碳甲烷化反应的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂的原位生成及催化性能 |
| 3.2.1 球磨转速对催化性能的影响 |
| 3.2.2 球磨气压对催化性能的影响 |
| 3.2.3 还原剂H_2来源对催化性能的影响 |
| 3.2.4 催化剂的循环性能 |
| 3.2.5 储氢合金类型对催化性能的影响 |
| 3.3 室温球磨条件下二氧化碳甲烷化反应机理 |
| 3.3.1 储氢合金作用机理 |
| 3.3.2 二氧化碳甲烷化反应路径 |
| 3.4 添加剂对催化剂性能的促进作用 |
| 3.4.1 添加剂添加量 |
| 3.4.2 添加剂种类 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 稀土金属储氢合金对碳酸盐甲烷化反应的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳酸盐甲烷化反应催化性能 |
| 4.2.1 还原剂H_2来源对催化性能的影响 |
| 4.2.2 H_2与碳酸盐比例对催化性能的影响 |
| 4.2.3 碳酸盐类型对催化性能的影响 |
| 4.2.4 储氢合金氢化物类型对催化性能的影响 |
| 4.3 球磨条件下碳酸盐还原机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 介质阻挡放电等离子体辅助球磨法制备纳米Ru/DG(NG)催化剂用于二氧化碳甲烷化反应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ru/DG(NG)催化剂的制备及表征 |
| 5.2.1 介质阻挡放电等离子体对催化剂制备的影响 |
| 5.2.2 介质阻挡放电等离子气体类型对催化剂制备的影响 |
| 5.2.3 介质阻挡放电等离子气压对催化剂制备的影响 |
| 5.3 Ru/DG(NG)催化剂性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）稀土和热处理对超点阵结构La-Y-Ni系A5B19型合金储氢和电化学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 储氢合金的基本理论 |
| 1.2.1 储氢合金气固反应机理 |
| 1.2.2 储氢合金电化学储氢机理 |
| 1.2.3 储氢合金电极的失效机制 |
| 1.3 储氢合金分类 |
| 1.3.1 稀土系AB_5型合金 |
| 1.3.2 钛系、锆系AB_2型合金 |
| 1.3.3 镁系AB、A_2B型合金 |
| 1.3.4 钒系固溶体合金 |
| 1.4 超点阵结构La-Mg-Ni系储氢合金研究进展和存在的问题 |
| 1.4.1 超点阵结构La-Mg-Ni系储氢合金研究进展 |
| 1.4.2 超点阵结构La-Mg-Ni系储氢合金存在的问题 |
| 1.5 超点阵结构La-Y-Ni系储氢合金研究进展和存在的问题 |
| 1.5.1 超点阵结构La-Y-Ni系储氢合金研究进展 |
| 1.5.2 超点阵结构La-Y-Ni系储氢合金存在的问题 |
| 1.6 本文选题的目的和主要内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 合金成分设计与制备 |
| 2.1.1 储氢合金成分设计 |
| 2.1.2 储氢合金的制备 |
| 2.2 合金试样微观组织结构分析 |
| 2.2.1 电感耦合等离子体质谱成分测试 |
| 2.2.2 合金微观组织显微形貌及能量色散谱观察分析 |
| 2.2.3 X射线粉末衍射结构分析 |
| 2.3 合金气态储氢性能测试与分析 |
| 2.4 合金的电化学性能测试与分析 |
| 2.4.1 合金电极的制备 |
| 2.4.2 电化学性能测试装置及仪器 |
| 2.4.3 电化学性能测试方法 |
| 第3章 A_5B_(19)型La_(1-x)Y_xNi_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-1)退火合金的微观结构、气态储氢和电化学性能 |
| 3.1 La_(1-x)Y_xNi_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-1)退火合金的制备、微观组织及结构分析 |
| 3.2 La_(1-x)Y_xNi_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-1)合金的气态储氢性能 |
| 3.2.1 合金气态吸氢动力学性能 |
| 3.2.2 合金气态吸氢热力学性能 |
| 3.3 La_(1-x)Y_xNi_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-1)合金电极的电化学性能 |
| 3.3.1 合金电极的活化性能和充放电行为 |
| 3.3.2 合金电极的电化学循环稳定性 |
| 3.3.3 合金电极的高倍率放电性能 |
| 3.4 章节小结 |
| 第4章 热处理对A_5B_(19)型La_(0.4)Y_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1) 合金相结构和电化学性能的影响.. |
| 4.1 退火态La_(0.4)Y_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1) 合金的制备、微观组织及结构分析 |
| 4.2 退火态La_(0.4)Y_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1) 合金电极的电化学性能 |
| 4.2.1 合金电极的活化性能和充放电行为 |
| 4.2.2 合金电极的电化学循环稳定性 |
| 4.2.3 合金电极的高倍率放电性能 |
| 4.3 章节小结 |
| 第5章 稀土元素对A_5B_(19)型La_(0.4)Y_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1) 合金相结构、储氢和电化学性能的影响 |
| 5.1 La_(0.2)R_(0.2)Y_(0.6)Ni_(3.5)Mn_(0.18)Al_(0.1) 退火合金的制备 |
| 5.2 La_(0.2)R_(0.2)Y_(0.6Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1) 合金电极的电化学性能 |
| 5.3 La_(0.4-x)Nd_xY_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-0.4)退火合金的制备、微观组织及结构分析 |
| 5.3.1 合金的微观组织与结构分析 |
| 5.4 La_(0.4-x)Nd_xY_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-0.4)合金的气态储氢性能 |
| 5.4.1 合金气态吸氢动力学性能 |
| 5.4.2 合金气态吸氢热力学性能 |
| 5.5 La_(0.4-x)Nd_xY_(0.6)Ni_(3.52)Mn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-0.4)合金电极的电化学性能 |
| 5.5.1 合金电极的活化性能和充放电行为 |
| 5.5.2 合金电极的电化学循环稳定性 |
| 5.5.3 合金电极的高倍率放电性能 |
| 5.6 章节小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件A(攻读学位期间所发表的论文目录) |
（6）渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 准晶 |
| 1.1.1 准晶的分类 |
| 1.1.2 准晶的制备方法 |
| 1.1.3 准晶的基本性能及应用 |
| 1.2 Ti基准晶制备及其性能研究 |
| 1.2.1 Ti基准晶性质及制备方法 |
| 1.2.2 Ti基准晶储氢性能 |
| 1.2.3 Ti基准晶的电化学性能 |
| 1.3 Ni-MH电池 |
| 1.4 本论文研究的主要内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4 电化学性能表征 |
| 2.4.1 循环稳定性 |
| 2.4.2 自放电性能 |
| 2.4.3 高倍率放电性能(HRD) |
| 2.4.4 阻抗与阶跃测试 |
| 2.4.5 线性极化与动电位极化 |
| 第3章 渗锂改善Ti基准晶储氢性能 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ti_xV_(65-x)Ni_(35)(x=45,55)微观结构和电化学性能 |
| 3.3.2 Ti_(55)V_(10)Ni_(35)-Li微观结构和电化学性能 |
| 3.3.3 Ti_(1.6)V_(0.4)Ni-Li微观结构和电化学性能 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 复相材料TiH、ZrH_2 改善Ti基准晶储氢性能 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+TiH微观结构和电化学性能 |
| 4.3.2 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+ZrH_2 微观结构和电化学性能 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 复相材料LiH改善Ti基准晶储氢性能 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ti_(55)V_(10)Ni_(35)+LiH微观结构和电化学性能 |
| 5.3.2 Ti_(41.5)Zr_(41.5)Ni_(17)+LiH微观结构和电化学性能 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 复相材料Pd/MWCNTs、Fe改善Ti基准晶储氢性能 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Ti_(49)Zr_(26)Ni_(25)+Pd/MWCNTs微观结构和电化学性能 |
| 6.3.2 Ti_(49)Zr_(26)Ni_(25)+Pd/MWCNTs(不同掺杂量)微观结构和电化学性能 |
| 6.3.3 TiV_((1-x))Ni Fe_x(x=0,0.1,0.2,0.3 和0.4)微观结构和电化学性能 |
| 6.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表文章目录 |
| 致谢 |
（7）稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 氢能概述 |
| 1.2 氢的存储 |
| 1.2.1 气态储氢 |
| 1.2.2 液态储氢 |
| 1.2.3 固态材料储氢 |
| 1.3 储氢合金的储氢原理 |
| 1.3.1 气固吸氢的基本原理 |
| 1.3.2 储氢合金的电化学储氢原理 |
| 1.3.3 气固相吸放氢性能同电化学性能的关系 |
| 1.4 储氢合金的分类 |
| 1.4.1 AB_5 型稀土系储氢合金 |
| 1.4.2 AB_2 型储氢合金 |
| 1.4.3 AB_3和A_2B_7 型稀土镁镍系储氢合金 |
| 1.4.4 AB型储氢合金 |
| 1.4.5 V基固溶体储氢合金 |
| 1.4.6 Mg及 Mg_2Ni储氢合金 |
| 1.5 镁基储氢材料的研究现状 |
| 1.5.1 镁基储氢材料的发展 |
| 1.5.2 Mg_2Ni系储氢合金的发展 |
| 1.6 课题的立论依据与主要研究内容 |
| 1.6.1 课题研究的依据 |
| 1.6.2 课题研究的主要内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料的准备 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 铸态样品的制备 |
| 2.2.2 储氢合金粉末的准备 |
| 2.2.3 球磨合金粉的制备 |
| 2.3 合金的微观组织结构及物理性能测试 |
| 2.3.1 合金成分测试 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 显微组织观察及能谱分析 |
| 2.3.4 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.5 显微硬度分析 |
| 2.4 合金的性能测试 |
| 2.4.1 合金电化学性能测试 |
| 2.4.2 气固储氢性能测试 |
| 2.4.3 差示扫描量热分析(DSC) |
| 3 不同种类稀土添加对镁镍系合金微观结构及储氢性能的影响 |
| 3.1 实验合金的成分设计与检测 |
| 3.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
| 3.2.1 Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构 |
| 3.2.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
| 3.3 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
| 3.4 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
| 3.4.1 不同种类稀土添加后Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢的活化性能 |
| 3.4.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢机理的影响.. |
| 3.4.3 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢放氢动力学性能的影响 |
| 3.4.4 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热稳定性的影响 |
| 3.4.5 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固吸氢热力学性能的影响.. |
| 3.5 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能影响的分析 |
| 3.5.1 Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能分析 |
| 3.5.2 不同种类稀土添加对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金储氢性能影响的分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Y添加量对镁镍系合金的微观结构及储氢性能的影响 |
| 4.1 加Y实验合金的成分设计与制备 |
| 4.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成及微观结构的影响 |
| 4.2.1 Y-Mg-Ni三元相图分析 |
| 4.2.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金相组成的影响 |
| 4.2.3 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金组织与显微结构的影响 |
| 4.3 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
| 4.4 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
| 4.4.1 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
| 4.4.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢机理的影响 |
| 4.4.3 Mg22Y2Ni10Cu2 合金吸放氢过程分析 |
| 4.4.4 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢放氢动力学性能的影响 |
| 4.4.5 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热稳定性的影响 |
| 4.4.6 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金氢化物热力学性能的影响 |
| 4.5 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢性能影响的分析 |
| 4.5.1 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中相变的影响 |
| 4.5.2 Y添加量对Mg_(24)Ni_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中显微组织及微观结构的影响 |
| 4.6 Y添加量对Mg2NiH4 放氢性能影响的第一性原理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金的微观结构及储氢性能的影响 |
| 5.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金微观结构及显微组织的影响 |
| 5.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
| 5.2.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学放电性能的影响 |
| 5.2.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学动力学性能的影响 |
| 5.2.3 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能影响的机制 |
| 5.3 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
| 5.3.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
| 5.3.2 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢动力学性能的影响 |
| 5.3.3 球磨对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢热力学性能的影响 |
| 5.4 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能影响的分析 |
| 5.4.1 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中相变的影响 |
| 5.4.2 球磨时间对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金吸放氢过程中显微组织及微观结构的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 复合镍对球磨态合金的微观结构及储氢性能的影响 |
| 6.1 复合镍对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金微观结构及显微组织的影响 |
| 6.1.1 复合镍对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金相组成的影响 |
| 6.1.2 复合Ni对球磨态Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金显微结构的影响 |
| 6.2 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
| 6.2.1 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学性能的影响 |
| 6.2.2 复合Ni对 Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金电化学动力学性能的影响 |
| 6.2.3 复合镍对电化学性能测试后合金的组织分析 |
| 6.3 复合Ni对 Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢性能的影响 |
| 6.3.1 复合镍对Mg_(23)YNi_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
| 6.3.2 复合镍后球磨态合金气固储氢吸放氢机制分析 |
| 6.3.3 复合镍对球磨态合金气固储氢放氢动力学性能影响 |
| 6.3.4 复合Ni对球磨态合金气固储氢放氢热力学性能影响 |
| 6.4 复合Ni后球磨态态合金的放氢过程中相及组织结构变化 |
| 6.4.1 复合Ni合金吸放氢过程中的相变 |
| 6.4.2 复合Ni球磨态合金在吸放氢过程中的显微组织变化 |
| 6.4.3 复合Ni球磨态合金在吸放氢过程中的显微结构 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）YFe2基新型稀土合金结构与性能的关系（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 储氢合金的分类、氢在合金中的位置和性能评价 |
| 1.2.1 储氢合金的分类 |
| 1.2.2 氢在合金中的位置 |
| 1.2.3 储氢合金性能评价 |
| 1.2.3.1 热力学性能 |
| 1.2.3.2 动力学性能 |
| 1.2.3.3 其它性能 |
| 1.3 稀土储氢合金的研究进展 |
| 1.3.1 常见稀土合金的储氢性能 |
| 1.3.2 提高稀土合金储氢性能的方法 |
| 1.3.2.1 改进制备工艺 |
| 1.3.2.2 元素替代 |
| 1.3.2.3 非化学计量 |
| 1.3.2.4 表面处理 |
| 1.4 论文研究意义、依据和内容 |
| 1.4.1 研究意义和依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 合金制备 |
| 2.2 合金微观结构表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜分析 |
| 2.2.3 透射电子显微镜分析 |
| 2.2.4 中子衍射分析 |
| 2.3 合金储氢性能测定 |
| 2.3.1 恒温吸放氢动力学和吸放氢PCI性能测试 |
| 2.3.2 热力学性能测试 |
| 2.4 合金及其氢化物的建模与计算 |
| 第三章 Al对 YFe_2 合金结构和储氢性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Y-Fe-Al合金的微观结构和Al对歧化反应的抑制作用 |
| 3.2.1 Y-Fe-Al合金的微观结构 |
| 3.2.2 Al对氢致非晶、歧化反应的抑制作用 |
| 3.3 Y-Fe-Al合金的可逆储氢性能 |
| 3.3.1 Y-Fe-Al合金的吸放氢动力学性能 |
| 3.3.2 Y-Fe-Al合金的吸放氢热力学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 非化学计量比设计改善Y-Fe-Al合金的储氢性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非化学计量比Y-Fe-Al合金的微观结构及其稳定性 |
| 4.2.1 非化学计量比Y-Fe-Al合金的微观结构 |
| 4.2.2 非化学计量比Y-Fe-Al合金吸放氢过程中的结构稳定性 |
| 4.3 非化学计量比Y-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 4.3.1 Al缺量的Y-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 4.3.2 Fe过量的Y-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 4.4 非化学计量比Y-Fe-Al合金的储氢热力学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 A侧替代对Y-Fe-Al合金微观结构及其储氢性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Y-M-Fe-Al 四元合金的微观结构及其稳定性 |
| 5.2.1 Y-M-Fe-Al 四元合金的微观结构 |
| 5.2.2 各成分Y-M-Fe-Al合金吸放氢过程中的结构稳定性 |
| 5.3 Y-M-Fe-Al四元合金的储氢动力学性能 |
| 5.3.1 Y-Zr-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 5.3.2 Y-Ti-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 5.3.3 Y-V-Fe-Al合金的储氢动力学性能 |
| 5.4 Y-M-Fe-Al四元合金的储氢热力学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Y-Zr-Fe-Al双相合金的储氢性能及应力场调控机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Y-Zr-Fe-Al双相合金的微观结构及其稳定性 |
| 6.2.1 Y-Zr-Fe-Al双相合金的微观结构 |
| 6.2.2 Y-Zr-Fe-Al双相合金的结构稳定性 |
| 6.3 Y-Zr-Fe-Al双相合金的可逆储氢性能 |
| 6.3.1 Y-Zr-Fe-Al双相合金的储氢动力学性能 |
| 6.3.2 Y-Zr-Fe-Al双相合金的储氢热力学性能 |
| 6.4 合金应力应变的有限元分析 |
| 6.4.1 合金模型的建立 |
| 6.4.2 材料参数设置 |
| 6.4.3 网格划分及其质量评价 |
| 6.4.4 约束条件设置 |
| 6.4.5 合金的应力应变分析 |
| 6.4.5.1 YFe_(1.7)Al_(0.3) 合金 |
| 6.4.5.2 Y_(0.67)Zr_(0.33)Fe_(1.7)Al_(0.3) 双相合金 |
| 6.4.6 应变与脱氢平衡压力的关系 |
| 6.5 机械合金化对Y-Zr-Fe-Al双相合金储氢性能的影响 |
| 6.5.1 机械合金化处理的Y-Zr-Fe-Al双相合金微观结构 |
| 6.5.2 机械合金化处理Y-Zr-Fe-Al双相合金的储氢性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 全文总结与工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）Ce5Mg95-xNix（x=5,10,15）合金贮氢性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 氢能的开发应用 |
| 1.2 储氢技术概况 |
| 1.3 金属氢化物贮氢 |
| 1.3.1 贮氢原理及其特征 |
| 1.3.2 贮氢合金的吸放氢热力学性能 |
| 1.3.3 贮氢合金的吸放氢动力学力学性能 |
| 1.3.4 贮氢合金的发展和分类 |
| 1.4 镁基贮氢材料的研究进展 |
| 1.4.1 纯镁的结构及其吸放氢性能 |
| 1.4.2 合金化对镁基贮氢合金的影响 |
| 1.4.3 镁基合金的纳米化对于贮氢性能的影响 |
| 1.4.4 催化剂对镁基合金贮氢性能的改善 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 合金成分的设计及原材料的选用 |
| 2.1.1 不同成分合金的设计 |
| 2.1.2 原材料的选用 |
| 2.2 实验样品的制备 |
| 2.2.1 铸态实验样品合金的制备 |
| 2.2.2 球磨样品合金制备 |
| 2.2.3 催化剂样品合金的制备 |
| 2.3 合金气态性能的测试 |
| 2.3.1 装置及其原理 |
| 2.3.2 合金吸放氢动力学测试 |
| 2.3.3 贮氢合金的PCT曲线测试 |
| 2.4 合金的相组成及其微观结构的测试 |
| 2.4.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.2 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.4.3 透射电镜分析(TEM) |
| 3 铸态Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的相组成、微观结构及贮氢性能研究 |
| 3.1 Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的相组成、微观结构 |
| 3.1.1 合金的组成 |
| 3.2 铸态Ce_5Mg_(95-x)Nix合金的气态吸放氢性能 |
| 3.2.1 吸放氢反应机理 |
| 3.2.2 合金的吸放氢循环性能 |
| 3.2.3 合金的吸放氢动力学性能 |
| 3.2.4 吸放氢热力学性能 |
| 3.3 铸态Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金优异吸放氢性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 球磨态Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的相组成、微观结构及贮氢性能研究 |
| 4.1 球磨态Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的相组成、微观结构 |
| 4.1.1 相组成及微观结构 |
| 4.1.2 球磨Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的HRTEM分析 |
| 4.2 球磨Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的放氢动力学性能 |
| 4.3 球磨Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的放氢动力学性能 |
| 4.4 球磨Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金的热力学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 球磨态Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的相组成、微观结构及贮氢性能研究 |
| 5.1 相组成和微观结构 |
| 5.1.1 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的XRD分析 |
| 5.1.2 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的HRTEM分析 |
| 5.2 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的吸放氢循环性能 |
| 5.3 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的吸氢动力学性能 |
| 5.4 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的放氢动力学性能 |
| 5.5 球磨Ce_5Mg_(95-x)Nix(x=5,10,15)合金的吸放氢热力学性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 TiF_3催化Ce_5Mg_(85)Ni_(10)合金贮氢性能研究 |
| 6.1 相组成和微观结构 |
| 6.2 贮氢动力学性能 |
| 6.2.1 吸氢动力学性能 |
| 6.2.2 放氢动力学性能 |
| 6.3 吸放氢热力学性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 全文工作总结 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）稀土元素取代对Ca-Mg-Ni化合物储氢性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 储氢合金的理论基础 |
| 1.1.1 储氢合金的简介 |
| 1.1.2 储氢合金的吸放氢反应机理 |
| 1.1.3 储氢合金的吸放氢热力学 |
| 1.1.4 储氢合金的吸放氢热力学 |
| 1.1.5 Ni/MH电池的发展概况和工作原理 |
| 1.1.6 提高储氢合金性能的方法 |
| 1.2 传统储氢合金的研究概况 |
| 1.2.1 AB5 型稀土系合金 |
| 1.2.2 Ti和Zr基AB_2型合金 |
| 1.2.3 Mg基非晶和纳米晶合金 |
| 1.2.4 Ti-V基多组分多相合金 |
| 1.3 新型超点阵R-Mg-Ni合金的研究现状 |
| 1.3.1 R-Mg-Ni超点阵合金的晶体结构 |
| 1.3.2 R-Mg-Ni超点阵合金的储氢性能 |
| 1.4 Ca-Mg-Ni合金的研究进展 |
| 1.5 本文研究目的和内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 合金样品的设计与制备 |
| 2.1.1 实验材料的选择 |
| 2.1.2 样品的制备工艺 |
| 2.2 样品的结构表征 |
| 2.2.1 XRD分析与结构精修 |
| 2.2.2 高分辨透射电镜分析 |
| 2.3 样品的气态储氢性能测试 |
| 2.3.1 P-C-T装置的测试原理 |
| 2.3.2 样品的活化处理 |
| 2.3.3 样品的热力学性能测试 |
| 2.4 样品的电化学储氢性能测试 |
| 2.4.1 合金电极的制备与测试装置 |
| 2.4.2 合金电化学测试方法 |
| 第三章 稀土元素取代对CaMgNi_4的结构和储氢性能的影响 |
| 3.1 合金的相结构 |
| 3.2 合金的气态储氢特性 |
| 3.3 合金电极的电化学性能 |
| 3.3.1 充放电活化性能与最大放电容量 |
| 3.3.2 充放电循环稳定性 |
| 3.3.3 动电位极化与腐蚀行为 |
| 3.3.4 放电曲线 |
| 3.4 合金电极的动力学性能 |
| 3.4.1 高倍率放电性能 |
| 3.4.2 恒电位阶跃与电化学阻抗 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 稀土元素取代对Ca_2MgNi_9的结构和储氢性能的影响 |
| 4.1 合金的相结构 |
| 4.2 合金的气态储氢特性 |
| 4.3 合金电极的电化学性能 |
| 4.3.1 充放电活化性能与最大放电容量 |
| 4.3.2 充放电循环稳定性 |
| 4.3.3 动电位极化与腐蚀行为 |
| 4.3.4 放电曲线 |
| 4.4 合金电极的动力学性能 |
| 4.4.1 高倍率放电性能 |
| 4.4.2 恒电位阶跃与电化学阻抗 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 稀土元素取代对Ca_3MgNi_(14)的结构和储氢性能的影响 |
| 5.1 合金的相结构 |
| 5.2 合金的气态储氢特性 |
| 5.3 合金电极的电化学性能 |
| 5.3.1 充放电活化性能与最大放电容量 |
| 5.3.2 充放电循环稳定性 |
| 5.3.3 动电位极化与腐蚀行为 |
| 5.3.4 放电曲线 |
| 5.4 合金电极的动力学性能 |
| 5.4.1 高倍率放电性能 |
| 5.4.2 恒电位阶跃与电化学阻抗 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究的主要结论 |
| 6.2 对今后工作的建议 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
四、Activity and Stability of Rare Earth-Based Hydride Alloys as Catalysts of Hydrogen Absorption-Oxidation Reactions（论文参考文献）
- [1]Mg-Ni系储氢合金凝固组织调控及吸放氢行为[D]. 丁鑫. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [2]La-RE-Mg-Ni-Al（RE=Nd,Sm）基AB4型贮氢合金负极材料的结构和电化学性能[D]. 刘晓雪. 燕山大学, 2020(01)
- [3]改性AB5型储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究[D]. 闫静. 内蒙古师范大学, 2020(08)
- [4]二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究[D]. 刘芬. 华南理工大学, 2020(02)
- [5]稀土和热处理对超点阵结构La-Y-Ni系A5B19型合金储氢和电化学性能的影响[D]. 杨洋. 兰州理工大学, 2020(12)
- [6]渗锂及复相材料改善Ti基准晶储氢性能的研究[D]. 翟晓杰. 长春理工大学, 2019(02)
- [7]稀土合金化及球磨制备对镁镍系合金储氢行为的影响[D]. 孙昊. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [8]YFe2基新型稀土合金结构与性能的关系[D]. 黎子鸣. 华南理工大学, 2019(06)
- [9]Ce5Mg95-xNix（x=5,10,15）合金贮氢性能的研究[D]. 王鹏鹏. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [10]稀土元素取代对Ca-Mg-Ni化合物储氢性能的影响[D]. 臧佳贺. 安徽工业大学, 2019(02)