还原氧化石墨烯负载次氯酸镧纳米复合物催化增强Mg-Al合金储氢性能

摘要

在氩气保护下采用热处理并结合机械合金化制备Mg-Al合金,同时以氧化石墨烯(GO)、LaCl3以及NaOH作为原材料,通过化学还原法制备还原氧化石墨烯负载次氯酸镧(LaClO@rGO)纳米复合物,并通过扫描电镜(SEM)、压力-成分-温度(PCT)、差示扫描量热仪(DSC)等手段表征LaClO@rGO纳米复合物的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。研究表明Mg-Al合金主要由Mg17Al12和Mg组成,Mg-Al合金的初始吸/放氢温度分别为150.3和277.4℃,添加LaClO@rGO复合材料后,合金的初始吸/放氢温度下降到97.0和206.8℃,比纯Mg-Al合金初始吸放氢温度分别下降了53.3和70.6℃,且Mg-Al-LaClO@rGO复合材料在250℃即可实现可逆吸放氢。此外,在LaClO@rGO纳米材料的催化作用下,在温度为150℃时,Mg-Al-LaClO@rGO吸氢速率相当于Mg-Al合金吸氢速率的6.37倍;在温度为275℃时,Mg-Al-LaClO@rGO复合材料的脱氢速率相当于Mg-Al合金脱氢速率的3.0倍。显然,LaClO@rGO纳米复合材料的添加,不仅能提高Mg-Al合金的可逆储氢性能,还能提高Mg-Al合金的吸放氢动力学性能。