镧对镁吸氢和放氢动力学及热力学性能的影响

来源期刊：稀有金属材料与工程2019年第7期

论文作者：刘晓静 李辛元 蒋瑞乾 周仕学

文章页码：2239 - 2243

关键词：储氢材料;动力学;镁;三氧化二镧;球磨;活化能;

摘    要：研究纳米La₂O₃对Mg颗粒的助磨作用以及吸氢和放氢的催化作用,对克服Mg吸氢和放氢动力学差的问题有重要意义。Mg粉中添加1.0%（摩尔分数）的La₂O₃于球磨后,XRD分析表明Mg晶粒尺寸为49.7 nm,而纯Mg球磨后的晶粒尺寸为51.6 nm,La₂O₃使球磨后Mg晶粒变得更小,这有利于提高Mg的吸氢和放氢速率。SEM结果表明,球磨后La₂O₃纳米晶粒与Mg晶粒紧密接触,呈镶嵌结构,这有利于La₂O₃对Mg吸氢和放氢发挥催化作用。吸氢和放氢动力学测试表明,添加La₂O₃使Mg吸氢和放氢速率加快,吸氢反应活化能降低49.8 kJ/mol,放氢反应活化能降低23.1kJ/mol,即显著地改善了Mg吸氢和放氢的动力学性能。P-C-T等温吸附平衡测试表明,添加La₂O₃球磨后Mg的吸氢活性更高,平衡氢压较低。DSC放氢分析表明,添加La₂O₃后MgH₂放氢温度有所降低。硬度比Mg大的La₂O₃纳米颗粒在球磨过程中起助磨作用,不与Mg反应;在加氢和放氢过程中La₂O₃起催化作用,不与H₂反应。