镁镍系储氢合金的制备研究

镁系储氢合金具有储氢量高，低成本，轻质化等优点。Mg和Mg2Ni的理论储氢量分别为7．6wt％和3．6wt％，远高于其它类储氢合金。但Mg-Ni系合金的室温下吸放氢动力学性质差，在碱性电解液中容易氧化，长期以来Mg2Ni储氢合金并未能向LaNi5型合金那样适用预Ni-MH的负极材料。近年来，对Mg2Ni型合金的性能研究表明，它的理论放电容量接近1000mAh／g，远高于当前主要商用LaNi5型合金（放电容量仅为370mAh／g）。     

氢化燃烧法合成La1.5Ni0.5Mg17的工艺优化

采用正交实验设计方法安排实验，运用L9(3^4)优化氢化燃烧法合成La1.5Ni0.5Mg17的工艺，考察了施压制饼时间、合成保温时间、合成起始氢气压力、保温温度4个因素对储氢材料的储放氢容量和速率的影响，通过直观分析和方差分析得出优化的工艺为：保温温度903K，制饼施压时间40min，合成起始氢气压力为1MPa，合成保温时间1800min。此条件下合成储氢材料La1.5M0.5Mg17在573K的储放氢容量分别为：5．40和5．15％H(质量分数)；储放氢速率分别为：0．734和0.681％H／min。用XRD分析了材料吸氢和脱氢后的物相结构发现：用Ni适量取代La2Mg17中的La没有导致结构变化，存在的LaNi5，LaH3和La改善了材料的吸放氢速率。     

Mg-20%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合材料储放氢性能研究

通过磁悬浮熔炼和反应球磨相结合的方法成功制备出Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,主要研究了材料的物相结构和储放氢性能.结果表明.Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,具有相似的物相结构和吸放氢热力学性能,吸氢相均为MgH2和Mg2Ni,在同一温度下,合金只有一个放氢平台,表明两相具有良好的协同放氢效应.在复合体系中,Mg-20wt%(Y-Ni)具有最佳的综合储氢性能,表明Y具有最佳的催化效果,其在293 K,3.0 MPa H2,10 min的吸氢量和573 K,对0.1 MPa,15 min的放氢量可分别达到3.92%和4.75%,实现了室温快速大量吸氢和较温和条件下的快速放氢.     

La0.7Mg0.3(Ni1-xCox)3.5 (0≤x≤0.5)储氢合金电化学性能

近年来,具有AB2和AB5复合结构的LaNi3系和La2Ni7系储氢材料由于具有较高的储氢量而引起了人们的关注[1]. 它们可在较温和条件下快速吸放氢, 且理论吸氢量分别为LaNi5的1.25倍及1.11倍.     

铝和硅元素掺杂对LaNi5电子结构影响的研究

采用第一原理离散变分法（DVM）研究了常用元素Al和Si掺杂对稀土系贮氢合金LaNi5电子结构的影响，在计算结果的基础上进一步探讨了微观结构对合金宏观性能的影响。分析结果表明：进入八面体间隙的H原子主要与LaNi5合金中非氢化物形成元素M和Ni发生较强的相互作用．而H原子与合金中的氢化物形成元素La的相互作用很弱。同时Al和Si两种掺杂元素对LaNi5合金性能的影响基本相似。     

氢化燃烧法合成La2-xNixMg17(x=0.5,1,1.5)材料的储氢性能

采用氢化燃烧法制备La2-xNixMg17(x=0.5, 1, 1.5)三元体系储氢材料, 对其热力学、动力学进行研究发现: 该体系材料具有很好的活性和较高的储氢量, 其中La1.5Ni0.5Mg17在573 K时吸放氢量分别为5.40和5.15 mass% H. 在553 K下, 体系α-β相区在600 s之内吸放氢反应分数均大于91%, 随着含Ni量的增加材料储氢容量降低, 吸放氢速率增大.物相分析知道体系吸氢后的主相是MgH2, 放氢后主相为Mg, 同时存在Mg2Ni, LaNi5或LaH3等催化物质, 从而使材料的氢化动力学性能得以明显改善.     

钇替代镧对La-Mg-Ni系储氢合金晶体结构及其电化学性能的影响

通过少量Y对La的取代,研究了La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13和La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13(其中x=0.00,0.05,0.10)体系中Y对合金晶体结构及电化学性能的影响。通过X射线衍射实验、电化学性能测试,结果表明上述两体系主相为Ce2Ni7相、Pr5Co19相。少量的取代对活化性能、最大放电容量影响不大,但对循环稳定性、放氢平台压影响显著,而且在不同主相结构中,影响效果不一样。当x从0.00增大到0.10时:主相为Ce2Ni7相La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13的S80%由222周下降到112周,放氢平台压则由0.015 MPa上升到0.045 MPa;而主相为Pr5Co19相La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13的S80%由172周下降到127周,放氢平台压则由0.019 MPa上升到0.076 MPa。     

AB5型多元贮氢合金的化学制备及其性能研究

LaNi5贮氢合金在传统的贮氢应用中得到利用而被充分的研究，但LaNi5用作电池的电极太贵，不稳定，对腐蚀太敏感，而且吸放氢过程中晶胞过度膨胀和收缩，吸放氢前后体积变化率大，从而导致合金严重粉化。为了克服这些缺点，人们采用添加辅助元素部分取代基本元素的方法。即用混     

储氢合金La0.7-xCexMg0.3Ni2.4Co0.6(x=0～0.4)电化学性能研究

研究了以Ce部分取代La对AB3型储氢合金La0.7-xCexMg0.3Ni2.4Co0.6(x=0~0.4)结构和电化学性能的影响.实验表明,该系列合金主要包含LaNi3相和LaNi5相.随着Ce含量的增加,合金电极的最大放电容量逐渐降低,但循环稳定性得到了明显改善.     

La0.7-xNdxMg0.3Ni3.4Al0.1(x=0～0.4)储氢合金的相结构及电化学性能

采用真空烧结方式制备了AB3.5型La0.7-xNdxMg0.3Ni3.4Al0.1(x=0,0.1,0.2,0.3和0.4)储氢合金.XRD分析表明,所有合金均由LaNi5,La2Ni7和LaNi3三相组成.当Nd含量增加时,合金中的LaNi5和La2Ni7相含量有不同程度的增加,而LaNi3相相应减少.电化学性能测试表明,添加适量的Nd能改善合金电极的循环稳定性,其中La0.6Nd0.1Mg0.3Ni3.4Al0.1合金具有相对较好的综合性能,其最大放电容量达到322.4 mAh·g-1,循环50周的容量保持率(S50)达到89.98%.     

Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47储氢合金的表面改性

为了提高AB3型合金Mm_0.78Mg_0.22Ni_2.48Mn_0.09Al_0.23Co_0.47（Mm由82.3%La和17.7%Nd组成）的电化学性能,将石墨烯添加到合金中。通过XRD和SEM可以看出,石墨烯并没有改变合金的相结构,仅是简单地附在合金表面。当加入质量分数为2%的石墨烯时,合金电极的最大放电容量C_max达到364.9 mAh·g^-1。石墨烯的添加加速了合金表面的电化学反应。     

单一稀土镧在不同基底上的电沉积及其性能的研究

研究在低温熔融盐体系中于不同基底上电沉积单一稀土金属镧（La）。经X-射线能谱仪测定,在镍片基底上沉积的La的质量分数为100％,铜片基底上沉积的La质量分数为72．84％;在镍铁合金灯丝上沉积得到La-Ni合金薄膜,其中La的质量分数为50．02％,Ni的质量分数为2．48％。经扫描电子显微镜观察,所得的沉积膜为均匀、光滑、致密的黑色沉积薄膜。经X-射线衍射仪分析,镧在不同基底上沉积所得的沉积膜为不同晶型,以镍片为基底得到的单质镧为α-六方晶型;以铜片为基底得到的单质镧为面心立方晶;均与基底晶型相匹配。在镍铁合金灯丝上电沉积所得的La-Ni合金薄膜致密均匀,在无水乙醇中久浸而不脱落,并呈现强磁性。     

球磨La2Mg17+x％Ni(x=50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能研究

研究了球磨制备的La2 Mg17+x％Ni(x =50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能.XRD分析表明:随着Ni含量的增加,复合合金的晶体结构逐渐转变为非晶结构.电化学测试显示:球磨制备的La2Mg17+x％Ni复合贮氢合金在首次循环后即可达最大放电比容量,合金具有较好的活化性能;复合合金的放电比容量也随Ni粉加入量的增加而增大.在经过60h球磨后制得的非晶态的La2 Mg17+ 200％ Ni复合贮氢合金,其303 K下放电比容量为353.1 mAh·g-1.电化学放电比容量的提高应归因于非晶结构的形成以及Ni粉对表面状态的改变.     

Mm(NiCoMnAl)5贮氢合金中铝对直封型MH/Ni电池性能的影响

制作电池前在正极活性物质βＮｉ（ＯＨ）２微粒表面沉积５％Ｃｏ,抑制了γＮｉＯＯＨ的产生,并能有效地防止βＮｉ（ＯＨ）２在充放循环过程中粉化,通过对电池充放电曲线的测量、Ｘ射线分析,探明了用前处理方法可消除贮氢合金中铝对正极活性物质的影响．     

Boron-induced hydrogen localization in the novel metal hydride LaNi(3)BH(x) (x = 2.5-3.0)

The crystal structure and hydrogenation properties of the intermetallic boride LaNi(3)B were investigated. The hydrogen-free compound has a novel structure with orthorhombic symmetry, space group Imma, a = 4.9698(8) A, b = 7.1337(8) A, c = 8.3001(9) A, and V = 294.26(7) A(3). Thermal gravimetrical analysis reveals a hydride phase that forms near ambient conditions within the compositional range LaNi(3)BH(2.5)(-)(3.0). Single-crystal X-ray diffraction on both the alloy and the hydride, using the same crystal, shows an expansion in the a-c plane (by up to approximately 8%) and a contraction along b (by approximately 3%), while the symmetry changes from Imma to Bmmb (Cmcm) and the unit cell doubles along a and b. The cell parameters for the composition of LaNi(3)BD(2.73(4)) are a = 10.7709(7) A, b = 16.0852(10) A, c = 7.6365(5) A, V = 1323.03(15) A(3), and space group Cmcm. Four nearly fully occupied interstitial hydrogen sites were located by neutron powder diffraction on deuterides and found to have tetrahedral, La(2)Ni(2) (D1,D2), trigonal-prismatic, La(3)Ni(3) (D3), and trigonal-bipyramidal, La(2)Ni(3) (D4), metal environments. The structure can also be described in terms of alternating quasi two-dimensional [NiD](-) slabs (Ni-D = 1.62-1.97 A) and La-B sheets for which bond-valence sums suggest the limiting formula La(3+)B(0)[Ni(3)D(3)](3)(-). The La-B planes do not accommodate deuterium; the B-D and D-D interactions appear to be repulsive. The shortest B-D and D-D contacts are 2.52(2) and 2.33(2) A, respectively.     

层状化合物La2Ni1-yCoyO4+δ的合成、结构与性能

采用氨基多羧酸配合物法合成La2Ni1-yCoyO4+δ(y=0~0.2)超细粉料, 研究陶瓷样品的结构和混合导电性能. 研究结果表明, La2Ni1-yCoyO4+δ具有正交结构(Fmmm空间群), Co离子取代增加了钙钛矿层中ab平面上Ni/Co—O键的键长、岩盐层中沿c 轴方向上La—O键的键长和非化学计量氧含量, 并有利于改善材料的烧结性能. 随着Co离子含量的增加, 总电导率的峰值温度向高温移动, 高温段总电导率随温度的变化趋于平缓, 但总电导率水平出现降低; 增加Co离子含量还有利于提高氧离子导电性能. Co离子取代对陶瓷样品混合导电性能的影响与晶体结构参数的变化紧密相关.     

镧与镍共沉积的研究

由于含稀土的合金新材料具有多种特殊功能，因此，其制备技术已为人们所关注．制备含稀土合金的方法有高温烧结法、真空蒸发法、离子溅射法及电化学法等．其中电化学法设备简单，容易获得不同组份的表层材料，但是，由于稀土元素的电位很负，从电解质水溶液中沉积稀土及其合金是相当困难的，以往曾有采用熔融盐电解质或非水电解质制备稀土合金的一些报导[1，2]，而从电解质水溶液中电沉积稀土合金的报导甚少．本研究采用适宜的络合剂，实现了从电解质水溶液中电沉积Ni－La合金，镀层中钠含量最高达22．58％（质量分数，下同）．通过XPS及…     

Hydrogen sorbing magnesium alloys and composites

The authorsr works studying the hydrogen sorption properties of the magnesium-based materials are reviewed. The objects of the studies were highly dispersed powders of Mg—La—Ni and Mg—Mm—Ni alloys (Mm is misch metal) of the ternary eutectic, composites of magnesium alloys with extended carbon nanostructures, and composites of magnesium hydride with lanthanide oxides. The positive effect of lanthanide oxide additives on the process of hydro-gen desorption from magnesium hydride and the role of carbon nanofibers in these processes carried out at room temperatures are discussed.     

电沉积Ni－La合金上的阴极析氢行为

电沉积Ｎｉ－Ｌａ合金上的阴极析氢行为刘淑兰，覃奇贤，成旦红，郭鹤桐（天津大学应用化学系天津３０００７２）关键词Ｎｉ－Ｌａ合金，电沉积，析氢反应在电解水制氢工业中，为降低能耗人们在研制电催化活性高的祈氢电极材料方面做了大量工作，主要有纯金属电极、合金电...