稀土储氢合金的纳米化合成及催化性能研究

【作者】 余洪蒽； 靳汝湄； 郑捷； 李星国；

【机构】 北京大学化学与分子工程学院；

【摘要】 以LaNi₅为代表的AB₅型储氢合金具有体积储氢密度高、吸放氢条件温和、可逆性好等诸多优点,在H₂的储存和镍氢电池方面有广泛的应用。除了应用于储氢,储氢合金独特的可逆吸放氢性能在催化与氢相关的反应(如有机物加脱氢^[1-2]、CO₂加氢^[3]、氨合成^[4]等)方面也有一定的应用。然而,储氢合金的合成方法有限,传统的熔炼球磨法得到储氢合金的颗粒尺寸往往在微米级别,使用前需进行长时间反复的氢压活化且催化活性有限,限制了储氢合金催化应用的发展。本文使用高温熔融盐还原法实现了稀土储氢合金LaNi₅的纳米化合成,并通过对前驱体、熔融盐以及合成温度的调控实现了表面Pd修饰和Al、Co等多种元素的掺杂。纳米LaNi₅系列合金颗粒尺寸小、表面具有过渡金属富集层,是有机储氢液体N-乙基咔唑（NEC）加脱氢反应的高效双向催化剂,机理研究进一步揭示了纳米储氢合金储氢性能与催化性能密切相关。本工作发展了稀土储氢合金的纳米化方法,建立了储氢合金储氢性能与催化性能间的关系,对储氢合金应用领域的拓展具有重要意义。更多还原