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制备工艺和催化剂的选择是影响Mg及MgH2储氢性能的重要因素。因此,本文通过制备工艺的调整、催化剂的优化筛选,来改善Mg及MgH2的储氢性能。首先,用MgH2粉末作为初始材料,在氩气保护下湿磨不同的时间,研究球磨时间对MgH2储氢性能的影响。结果表明,对MgH2材料进行球磨处理能够显著改善其储氢性能。经球磨之后的样品,晶胞尺寸减小。湿磨100 h后的MgH2样品具备最佳的储氢性能,其最大析氢量为6.96 wt%,与原MgH2样品相比,在2K·min-1的升温速率下,吸脱氢量达到1wt%时,吸氢温度降低了 153℃,析氢温度降低了85℃,DSC曲线脱氢峰值温度降低105℃(升温速率为5K·min-1),继续增加球磨时间后并没有进一步改善MgH2的储氢性能。其次,研究了Gp、Nb2O5和Nb2O5@Gp(石墨烯负载五氧化二铌)复合材料对MgH2储氢性能的催化作用。研究发现Gp和Nb2O5对于提高MgH2储的储氢性能具有良好的协同催化作用。在释放1wt%的氢气时,MgH2和MgH2-M(M=Gp,Nb2O5和Nb2O5@Gp)对应的析氢温度分别为273℃、288℃、269℃和245℃。以Nb2O5@Gp作为催化剂能有效降低材料的析氢温度,同时还能降低MgH2的活化能。如MgH2的活化能为100.7 kJ·mol-1H2,在Nb2O5@Gp的催化作用下,活化能下降至85.3kJ·mol-1H2,比纯MgH2的脱氢活化能降低了15.2kJ·mol-1H2。最后,为了进一步优化制备工艺,通过镁粉加氢球磨的方式制备纳米化氢化镁(储氢性能不同于湿磨制备的MgH2),并通过水热法合成了Ni@Gp复合材料,研究Ni@Gp复合材料对制备的MgH2储氢性能的催化作用。PCT测试表明,在275℃下,MgH2-Ni@Gp复合材料能够进行可逆吸脱氢过程,而在同等条件下MgH2能够吸氢但是不能析氢。MgH2-Ni@Gp在100℃下4000 s内MgH2-Ni@Gp吸氢量为5.48wt%,而在相同条件下,MgH2的吸氢量仅为0.70wt%。此外,在吸脱氢量达到1 wt%时,MgH2-Ni@Gp比MgH2的吸氢、脱氢温度分别低88℃和54℃。MgH2和MgH2-Ni@Gp的活化能分别为163.9kJ·mol-1H2和103.5kJ·mol-1H2。研究表明,添加Ni@Gp纳米复合材料有利于改善MgH2的储氢性能。