有序介孔碳球阵列约束下NaAlH_4的脱/加氢性能

摘要

采用熔融浸渍法构建了有序介孔碳球阵列(MCSA)约束NaAlH4的复合体系—NaAlH4/MCSA纳米约束体系,并系统地研究了该体系的热力学性能、动力学性能以及循环性能.与纯NaAlH4相比,NaAlH4/MCSA体系的初始脱氢温度由230℃降至150℃,在220℃时即可完成主要的脱氢过程且脱氢量可达4.9%;同时该体系在180℃时60min内等温脱氢达到了5.1%,而相同条件下纯NaAlH4仅能放出0.5%的氢气且有孕育期,NaAlH4/MCSA体系的动力学性能显著改善.循环测试结果表明纯NaAlH45次脱/加氢循环之后可逆容量小于50%,而NaAlH4/MCSA体系经15次循环后可逆容量大于90%,显示出良好的循环稳定性.研究结果表明NaAlH4储氢性能的改善是由于MCSA一方面具有催化作用,另一方面对NaAlH4形成了空间约束,并且空间约束起主要作用.