稀土类氟化物催化剂对镁基储氢材料吸放氢的催化作用及其机理研究

基于现有关于镁基储氢材料添加3d过渡金属氧化物纳米粒子及过渡金属纳米氟化物改善镁基储氢材料放氢温度仍然较高的思路，拟采用添加稀土系纳米/微米氟化物进行改性研究。所使用稀土系微纳米氟化物采用水热法合成，通过添加球磨进行改性，探索稀土氟化物种类、形貌及微观结构对镁基储氢材料的吸放氢性能、微观结构及循环稳定性等的影响；深入研究稀土类氟化物添加在镁基储氢材料表面的分布状态、添加前后产物的成分变化、微结构的差异等，以揭示稀土类众多氟化物在球磨过程中与镁基储氢材料作用的机理，借助性能和各种表征阐明稀土类氟化物对镁基储氢材料储氢性能的催化作用和机理，为镁基储氢材料的进一步开发提供理论依据和实验基础。项目的实施旨在为镁基储氢材料的改性提供新途径并探索其应用的可能性。

系统研究了系列水热法合成的稀土氟化物与镁基储氢材料组成的复合材料在球磨改性后的吸放氢性能，研究结果表明，稀土氟化物作为一种镁基储氢材料改性的催化剂具有较好的作用，主要表现在球磨后材料的分散性有所提高，材料的活化性能有显著地提高，材料的吸放氢性能与未添加稀土氟化物的铸态相比均有显著改善。所使用的几种催化剂分别为GdF3、NdF3、DyF3、CeF3、YF3、LaF3、TbF3、SmF3、YbF3以及Y2Zr2O7、La2Zr2O7、Gd2Zr2O7。对比研究了催化剂的加入量对催化性能的影响，探讨了催化剂加入后材料的微观形貌所发生的变化，并对催化机理做了初步的探讨。研究初步获得了稀土氟化物作为储氢材料的催化剂对镁基储氢材料吸放氢过程中发挥的作用，并且获得了各种催化剂的具体表现。研究成果主要是论文和专利，发表了3篇SCI论文，1篇中文论文，受理专利5项，获得授权国家发明专利3项。初步完成了计划书中列入的研究内容，并在不同程度做了调整。通过这些扩充内容的研究进一步确定了水热法合成的催化剂在催化储氢材料吸放氢时具有较好的作用。