半封闭空间内氢化镁粉尘爆炸火焰的传播特性

在自行搭建的5 L粉尘爆炸火焰传播特性实验装置中,实验研究了半封闭空间内氢化镁(MgH_(2))粉尘爆炸火焰的传播特性。实验结果表明:随MgH_(2)粉尘浓度的提高,MgH_(2)粉尘爆炸火焰由点火至稳定传播所用时间先缩短后延长以及预热区宽度先减小后增大,火焰亮度、锋面平滑度、及火焰传播速度呈先提高后降低的趋势,并在质量浓度为800 g/m^(3)时呈最佳燃烧状态。不同浓度的MgH_(2)粉尘爆炸火焰传播瞬时速度整体呈波动趋势,波动幅度随浓度的提高而先减小后增大,800 g/m^(3)时波动幅度最小,瞬时传播速度变化趋势随浓度的变化呈现不同的变化趋势。最后,根据MgH_(2)爆炸产物的XRD测试结果,分析MgH_(2)粉尘爆炸反应机理,发现MgH_(2)粉尘爆炸是以MgH_(2)燃烧反应为主并伴随有MgH_(2)和Mg(OH)2分解以及Mg和H_(2)氧化等多个总包反应的复杂过程,爆炸反应的最终产物为MgO。

氢化镁颗粒对牙周致病菌具核梭杆菌的体外抗菌作用

目的评价微米氢化镁(MgH_(2))颗粒对牙周炎致病菌具核梭杆菌的体外抗菌作用,研究可能的抗菌机制。方法通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对实验材料MgH_(2)颗粒的尺寸大小、表面形貌和晶相结构进行表征。使用电子顺磁共振技术(EPR)研究其释放行为,同时使用菌落计数实验(CFU)、溴化四甲基偶氮唑盐法(MTT)研究了MgH_(2)颗粒对具核梭杆菌的抗菌效应。结果MgH_(2)颗粒呈现为尺寸不均一的微米级球状颗粒,平均尺寸为10.52μm。XRD谱图具有属于MgH_(2)的(110)、(101)、(200)及(211)特征面的衍射信号。在菌落计数实验(CFU)实验中,当材料浓度达到1.5 mg/mL和2 mg/mL时有显著的抑菌效果,抗菌率分别为45.69%和79.24%。在MTT实验中,具核梭杆菌的活性随着MgH_(2)颗粒浓度的增加而逐渐降低,当MgH_(2)颗粒浓度达到2 mg/mL时,其活性接近于零。结论MgH_(2)颗粒对具核梭杆菌有着良好的抑菌效果,在临床应用方面具有良好的前景。

硼掺杂石墨烯对氢化镁吸放氢性能的影响

采用高温还原技术成功制备出B掺杂石墨烯,然后通过高能球磨法将MgH_(2)与B掺杂石墨烯相复合,研究了B掺杂石墨烯对MgH_(2)组织结构与吸放氢性能的影响及机理。结果显示:基于氧化石墨烯与硼酸的机械研磨与高温烧结,可实现氧化石墨烯的还原以及B原子在石墨烯中的掺杂;B掺杂石墨烯在MgH_(2)中的分散程度与其球磨时间密切相关;球磨6 h后,B掺杂石墨烯可实现在MgH_(2)中的均匀分散,MgH_(2)颗粒较同等球磨条件下的纯MgH_(2)而言明显细化且其尺寸相对均匀;相对于纯MgH_(2)而言,其初始放氢温度降低了25.2℃,且其吸放氢速率明显提升;其原因可能在于B掺杂石墨烯对MgH_(2)发挥了催化-限域协同改性作用。

高纯氢化镁的储氢性能及反应机理研究

本研究采用纯镁粉直接氢化的方法,直接将高纯镁粉和氢气在一定的温度(300℃左右)和压力(2 MPa)下,制备得到了合格的氢化镁粉体,粒径20μm左右,形状均匀呈椭球形,DSC-DT测试结果表明合成的氢化镁含氢量达98 wt%以上。热力学分析佐证了以上反应的可行性,并根据实验结果得到了氢气与纯镁粉的反应机理。本实验反应条件相对温和,比较容易达到,可为工业化制备氢化镁提供了理论和实验基础。

常压下催化合成氢化镁放氢动力学研究

研究了常压下催化合成氢化镁在不同温度下的放氢动力学性能,并应用可解析动力学模型分析其放氢动力学机理,从理论上预报了可能得到的实验趋势和结果,预测了催化合成氢化镁的放氢动力学性能,并阐述了它能加速反应的原因。

镁-氢化镁热化学蓄热系统数值分析

蓄热系统是解决热量供需不匹配的有效方式之一。根据热量储存原理的不同,可以将系统分为显热、潜热和热化学蓄热三种类型,其中热化学蓄热有其独特的优点。基于镁-氢化镁热化学蓄热系统蓄放热时的物理化学过程,建立了系统的二维非稳态数学模型,考虑了不同边界条件对系统的影响,通过数值计算,获得了系统的温度、反应速率、反应进度分布及系统的对外放热功率。研究结果表明:系统的蓄热密度为0.85kW.h.(kg Mg)-1,热量的传递是影响系统蓄放热效率的关键因素之一,并且当边界对流传热系数保持一定时,存在一个最佳的外界流体温度,使系统的平均放热功率达到最大。在系统以定壁温为边界条件时,系统最大的平均放热功率/质量值为0.79kW.(kg Mg)-1。

活性镁及活性氢化镁的合成

对于某些反应,普通镁粉是不够活泼的,例如,与氢气的反应需要在苛刻的条件下才能进行(300—400℃,100—150atm)[1].普通镁粉与氟化物、芳基氯化物等不易进行Grignard反应[2].

改善镁/氢化镁水解放氢性能研究进展

概述了Mg/MgH2水解产氢过程中遇到的问题,以及提高水解反应动力学的方法:一是增大Mg/MgH2的比表面积,二是打破水解过程中产生的Mg(OH)2保护层对水解的限制。总结了目前改善水解性的方法,如通过降低粉末尺寸、在溶液中添加不同催化剂(酸、盐等)和复合具有催化作用的第二相(金属氧化物、氯化物、金属氢化物、金属、石墨等)等。重点阐述了各催化剂对Mg/MgH2水解性能的影响及作用机理,并提出了一些建议与看法。

氢化镁放氢动力学的研究

无烟煤经碱熔-酸洗-碳化处理后制得了微晶碳,以微晶碳及肥煤作助磨剂,在氢气气氛下机械球磨金属镁3h,制得储氢材料氢化镁。在等温条件下用体积法进行放氢测试,根据放氢数据用Arrhenius方程计算出的放氢活化能为104.85kJ/mol。在变温条件下用程序升温脱附法测得材料的TPD曲线,用Kissinger方程和Sharp方程分别对材料的活化能进行计算。Kissinger方程求得的活化能为105.87kJ/mol;当升温速率为5,10和15℃/min时,Sharp方程求得的活化能分别为108.33,98.70和113.19kJ/mol。等温法和非等温法均可用于放氢活化能的计算,由于公式、原理、采用数据等方面的不同,求得的活化能有差异。

镁/氢化镁储热系统放热过程优化分析

基于镁/氢化镁热化学储热系统,建立了二维非稳态数学模型。对吸氢放热过程中的传热传质现象进行了数值模拟,主要研究了壁面温度和反应床当量导热系数对系统反应速率的影响。结果表明,放热过程中存在最佳的壁面温度使反应速率达到最快,过高或者过低的壁面温度都将使反应床的温度偏离理论上的最佳值,从而降低反应速率。针对不同当量导热系数的反应床,最佳壁面温度也不相同;反应床的当量导热系数并非越大越好,应该根据具体的边界温度以及氢气压力情况进行合理的选择以获得最佳的反应速率。

不同温度下噻吩与氢化镁反应路径分析

以球磨法制备镁基储氢材料,并作为供氢体对噻吩进行加氢脱硫研究。程序升温脱附(TPD)和差示扫描量热(DSC)测试表明,材料放氢峰温为320℃,可与噻吩加氢温度匹配。噻吩加氢脱硫实验表明,当反应温度为350℃时,噻吩加氢反应转化率最高;反应温度继续升高,转化率则随之下降。加氢脱硫反应产物分析表明,由于温度升高,储氢材料中的活性氢将直接结合生成氢气分子,从而使加氢反应较难进行,噻吩转化率下降。第一性原理计算结果表明,MgH_2直接对噻吩加氢的能量位垒为62.65kJ/mol,而由MgH_2所放出的氢气对噻吩加氢的2个位垒为275.36kJ/mol和365.36kJ/mol。MgH_2与噻吩直接反应更有利于加氢脱硫反应的进行。

气–固法合成制备氢化镁及热力学分析

氢能发展日益壮大,制氢、储氢、运氢成为关键的工程技术问题。氢化镁作为镁基储氢材料,因其储氢量大,密度小,氢气释放易于控制而成为氢燃料电池领域关注的焦点之一。本文采用气–固反应法制备氢化镁,并通过对不同状态的镁(镁蒸汽与固体镁粉)与氢气的在高温高压下的合成反应进行热力学计算和实验,从而论证其大规模生产的工业可行性。热力学分析和试验验证结果表明:相比于镁在蒸汽状态下与氢气反应制备氢化镁而言,工业高纯镁固体粉末与氢气反应制备氢化镁的温度和压强条件要求较低(673 K, 7 MPa, 72 h),可工业化制备氢化镁。

基于氢化镁的核电/核热双模共质空间核动力技术

针对未来空间任务对能源和动力日益提高的需求,提出了基于氢化镁的核电核热双模共质空间核动力技术。该技术以一种储氢密度高、热稳定性较好,能够以常温常压储存的氢化镁作为工质,通过核能加热后氢化镁分解成为核热推进可用的高压氢气和电推进可用的单质镁,并结合高效动态热电转换系统,形成大功率核电源、大功率超高比冲核电推进、高比冲氢气核热推进以及大推力镁核热推进多种工作模式。基于氢化镁的多模共质空间核动力技术解决了低温推进剂、气态工质在空间应用时的存储安全性和存储密度低的问题,其具备的多种工作模式能够针对不同任务需求提供相应的能源或者动力输出,提高核动力飞行器任务能力。

Biocoke Lab等启动使用氢化镁材料的储氢业务

日本BiocokeLab公司（总部：东京）、ECO2公司（总部：名古屋市）及ZEROONEZERO将启动利用可储藏、搬运氢的氢化镁（MgH2）的“镁氢业务”。将通过与其他企业合作的方式，探索与燃料电池等组合的新业务。

氟化钠与氢化镁协同抗Wistar大鼠口腔牙菌斑作用的研究

目的探讨氟化钠与氢化镁对大鼠牙菌斑的干预作用和可能的机理。方法用60%高糖水饲喂法构建大鼠牙菌斑模型,将24只雄性成年Wistar大鼠随机分为4组(每组6只):对照组、MgH2组、NaF组、NaF+MgH2组,进行体内牙菌斑染色试验和体外牙菌斑的药敏试验,分别检测菌斑指数和抑菌圈直径。结果菌斑染色结果显示,实验组菌斑指数明显低于对照组(P<0.05),且NaF+MgH2组菌斑指数显著低于MgH2组和NaF组(P<0.05)。药敏试验结果表明,NaF+MgH2组抑菌圈直径明显大于MgH2组和NaF组(P<0.05)。结论氢化镁与氟化钠联合应用具有协同抗牙菌斑作用,比单一使用氟化钠或氢化镁效果更佳。

以氢化锂或氢化镁为电动汽车能源的经济可行性分析

氢化锂和氢化镁是一类潜在的能源材料,与水反应产生氢气,且产生氢气的比率较高。氢化锂或氢化镁储存的氢可为内燃机或者燃料电池提供氢气。氢氧化锂或者氢氧化镁与氯化氢反应,生成氯化锂或者氯化镁,干燥后进入电解系统,形成了一个闭路循环。本文通过以氢气作为汽车能源为基础,计算出以氢化锂或氢化镁作为储能材料的电动车的成本,为汽车能源的发展提供理论依据。

日本研究人员开发出氢化镁固态储氢数据驱动模型,推动储氢材料应用

据Mass Device网5月27日消息,日本东北大学的研究人员开发了一种可以预测氢化镁脱氢的数据驱动模型。氢化镁是一种备受关注的固态储氢材料,储氢量高且天然储量丰富,这种储氢方法利用适度的热量和压力将气体与金属氢化物结合在一起,储氢后的氢化材料可以在常温常压下安全储存,不会有氢气逸出,需要时在不同的压力和温度条件下重复该工艺以进行脱氧。目前,计算脱氢能垒(决定储氢效率的一个关键因素)的复杂性限制了对其性能的评估。研究人员开发出一种更快、更有效的方法来预测氢材料的脱氢性能,与传统的过渡态搜索方法相比,该方法能够以更少的计算量捕捉基本化学反应。

氢化镁调控的绿豆渗透耐性与一氧化氮介导的脯氨酸代谢有关

氢气(H_(2))是一种新发现的气体信号分子,参与植物响应环境胁迫。目前,对H2的运用主要依赖于以电解法制备的富氢水,但因成本较高及操作复杂,此方法并不利于农业上大规模应用。氢化镁(MgH_(2))是一种固体储氢材料。近期,医学和植物学研究显示,MgH2可以作为释放H_(2)的供体,但是MgH2在调控植物干旱及渗透耐性方面的作用尚不明确。本研究表明,10 mg·L^(-1)MgH_(2)通过诱导一氧化氮(NO)爆发,显著缓解200 g·L^(-1)聚乙二醇(PEG)-6000对绿豆(Vigna radiate)幼苗造成的渗透胁迫。相比于单独PEG-6000胁迫,MgH_(2)预处理后的硝酸还原酶(NR)活性提高33.52%,Vr NR1和VrNR2基因表达水平分别提升93.60%和21.91%。通过测定脯氨酸含量、Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶和脯氨酸脱氢酶活性以及相关编码基因表达水平,证实MgH2对绿豆幼苗渗透胁迫耐受性的调控与NO介导的脯氨酸生物合成有关。研究结果为MgH_(2)的农业应用提供初步的理论依据。

镁基固态储氢材料的研究进展

氢能有望成为脱碳时代的“理想燃料”。高性能储氢材料的发现、开发和改性是未来发展固态储氢和氢能源利用的关键。而氢化镁(MgH2)具有储氢能力强、自然储量丰富、环境友好等特点,在固态储氢材料领域备受关注。但是氢化镁较高的热力学稳定性、缓慢的动力学性能,以及循环过程中不可避免的团聚和粗化等问题在一定程度上限制了镁基固态储氢材料的大规模投产和实际应用。近年来,大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性,目前已经取得了大量的成果。本文通过回顾国内外相关文献,综述了改善镁基固态储氢材料储氢性能的最新研究进展,着重介绍了合金化、纳米化、引入催化剂等改性策略,阐述了不同策略具体的改性机理。最后对未来的发展方向进行了展望,旨在为高性能镁基储氢材料的研发提供借鉴与指导。

非金属掺杂生物质多孔碳基材料的合成及对MgH_(2)储氢性能的研究

氢化镁(MgH_(2))作为一种固态储氢材料,因其安全性高、储氢量大及镁资源丰富等优点,吸引了大量的学者对其进行研究。然而其稳定的热力学性能、较差的动力学性能及欠佳的循环稳定性导致其商业化道路受阻。采用一步溶剂热法和高温碳化法制备了以廉价生物质原料为基体的非金属磷掺杂碳基材料(P/BC),并通过进一步的高能球磨将其引入MgH_(2)储氢体系中,得到MgH_(2)@P/BC复合储氢体系。结果表明:P/BC降低了MgH_(2)晶粒的尺寸大小,且极大地提升了该复合储氢体系的储氢性能,使其在400℃下,10min内可释放约6%的氢气,同时该体系的放氢活化能相比纯MgH_(2)体系降低了16.77kJ/mol。P/BC材料较大的比表面积和优异的孔隙结构,增加了氢气的吸附速率并提供更多的活性位点,如表面缺陷和多相界面等。此外,P元素的掺杂可以调控碳基体的表面电子结构,与多孔碳共同形成了催化-限域效应,进而对复合储氢材料的吸放氢性能起到了积极的促进作用。