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原位合成TiO_2/C复合物负载LiAlH_4及其放氢性能研究

赵亚然  韩沫  王海霞  陈程成  陈军  
【摘要】:LiAlH_4作为一种典型的配位金属氢化物,具有较高的储氢容量(10.5 wt%),受到人们广泛的研究,但较高放氢温度及较慢放氢动力学限制了其实际应用~([1])。本文采用溶胶凝胶法于室温下将TiO_2颗粒(大小约10nm)原位负载到分级孔的多孔碳中,进而将不同比例的LiAlH_4浸渍到TiO_2/C复合物中。分别研究了多孔碳、TiO_2颗粒、TiO_2/C复合物对LiAlH_4放氢性能的影响,发现TiO_2/C复合物能明显提高LiAlH_4的放氢性能,而且随着TiO_2/C含量的增加,LiAlH_4开始放氢温度逐渐降低。经过优化,当复合体系中含40wt%LiAlH_4和60 wt%TiO_2/C(命名为40LAH-24TiO_2/36C)时,开始放氢温度为64℃,相比纯LiAlH_4降低约100℃。同时,该体系可以在130℃、40分钟内放出4 2wt%H_2,其活化能为47.6kJ/mol。最后发现,拥有较大比表面积的多孔碳能够降低LiAlH_4颗粒大小、防止放氢产物团聚和提供大量H_2扩散通道,同时,高分散的TiO_2颗粒改变了放氢途径,提高了LiAlH_4放氢动力学性能。这种金属-碳材料复合物为设计高效廉价的催化剂提供了新方法。

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