LaNi4.25Al0.75吸氕、氘、氚热力学同位素效应

采用自制的全金属氢化物吸放氢实验装置,恒温等容条件下测定LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸氕、氘、氚单质气体的压力-组成等温线(P-C-T曲线),并根据Van’t Hoff(范特霍夫)方程得到LaNi_(4.25)Al_(0.75)吸氕、氘、氚形成氢化物相的热力学参数焓变ΔH分别为:-44.5、-45.0、-47.1kJ·mol-1,熵变ΔS分别为:-118.0、-121.8、-127.5J·mol^(-1)·K^(-1)。结果表明:LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸收氕、氘、氚单质气体,在温度较低时,同位素效应不明显;温度高于100℃时,热力学同位素效应显著。相同温度、吸气容量条件下,吸气平衡压力从低到高依次是氕、氘和氚,其反应焓变和熵变从小到大依次是氚、氘和氕。结果表明,LaNiAl合金吸氢的热力学同位素效应依赖于温度的变化。

Structure and hydrogen storage performance of LaNi_(4.25)Al_(0.75) alloy

Hydrogen storage properties of LaN4.25Al0.75 alloy were experimentally investigated by XRD, PC isotherm curves, hydrogen absorption kinetics curves, XPS and its particle diameter. The structure of unit cell of LaNi4.25Al0.75 alloy was deduced. The relationship between its structure and hydrogen storage performance of LaNi4.25Al0.75 alloy was analyzed. The results show that LaNi4.25Al0.75 alloy has rapid hydrogen absorption rate and good resistance to combustibility. It is also found that the function of the hydrogen absorption plateau pressure and temperature is ln peq=-4 820/T＋12.46, and the hydrogen absorption rate of the alloy decreases with increasing the temperature.

退火对快淬法制备的LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金组织和储氢性能的影响

采用熔体旋淬法制备了LaNi4.25Al0.75合金,用XRD、SEM及吸氢PCT曲线(压力-组成等温线)和动力学测试等方法,研究了退火处理对合金结构和储氢性能的影响。XRD测试结果表明,退火后,合金保持CaCu5结构,但晶粒变大。PCT和动力学测试结果表明,经过退火处理的合金与快淬态相比,吸氢量增加,吸氢平台变宽,吸氢速度变快。

LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金的吸放氚性能研究

在真空系统中,对LaNi4.25Al0.75合金的氘活化特性进行测试。测定了该合金在不同温度下的吸放氚速率曲线和P-C-T曲线,获得了LaNi4.25Al0.75Tx吸、放氚的标准焓值和标准熵值。LaNi4.25Al0.75T2.5合金的生成标准焓值和标准熵值分别为(-31.8±0.8)kJ.mol-1和(-76.5±2.4)J.mol-1.K-1,其解析值分别为(-36.5±0.5)kJ.mol-1和(-84.2±1.5)J.mol-1.K-1。用四极质谱计测定了材料吸附氚气和贮存7 d时释放氚的纯度,并进行了比较。

表面Pd膜对LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金贮氢性能的影响

为改善LaNi4.25Al0.75贮氢合金表面抵抗杂质气体毒化的能力,采用化学镀对粒径d为150-300μm的LaNi4.25Al0.75颗粒进行了表面金属Pd的包覆。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对化学镀前后LaNi4.25Al0.75合金颗粒的表面形貌及结构进行表征分析;采用容量法测试材料的贮氢性能。结果表明：化学镀在LaNi4.25Al0.75颗粒表面沉积了一层晶体Pd单质,膜层均匀且有一定的致密性。表面金属Pd层能够使LaNi4.25Al0.75颗粒在含杂质（O2和N2）氢气中的贮氢容量的衰减幅度由1.928%降至0.086%,有效提升了其抵抗O2和N2毒化的能力。

热处理对LaNi_(4.25)Al_(0.75)/SiO_2复合材料储氢特性的影响

采用气相二氧化硅法制备了LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料。研究了该复合材料经不同温度(473～1 073K)热处理后的相组成、形貌及吸放氢p-C-T曲线、吸氢动力学性能和吸放氢循环性能。结果表明,随着热处理温度的升高,LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料吸氢量减少,平台压升高,平台斜率略有增加,而动力学性能并无显著变化。经60次吸放氢循环后,经不同温度热处理后的样品均未出现粉化现象,且与未循环样品储氢性能基本保持一致。