贮氢材料分为金属贮氢材料非金属贮氢材料以及有机液体贮氢材料三大类121金属贮氢材料21,氢几乎可以和所有金属元素反应生成氢化物,但是只有那些能在温和条件下大量可逆地吸收和释放氢的金属或合金氢化物才能用作贮氢材料。自前已开发的金属贮氢材料可以分为稀土系ABs型:锆钛系Laves相AB2型:钛系AB型镁系AB型:钒系固溶体型等几种。其中A是指能与氢形成稳定氢化物的放热型金属:B是指具有氢催化活性的吸热型金属。这些AB,型金属.当x由大变小时,贮氢量有不断增大的趋势:但与之相应的是反应速度减慢、反应温度增高、容易劣化。这类材料的贮氢量一般在3(wt)%以下,无污染,安全可靠。122非金属贮氢材料)从目前研究的情况看.能大量可逆地吸放氢的非金属贮氢材料仅限于碳系材料玻璃微球等。这些非金属贮氢材料如碳纳米管、石墨纳米纤维、高比表面积的活性炭、玻璃微球等贮均属于物理吸附型。也就是说,利用其极大的活性比表面积,在一定温度和压力下吸收大量氢气:当提高温度或降低压力时则将氢气放出。这种氢材料的吸氢量均大于金属吸氢材料可达5wt)%~10wt)%.是很有前途的新型贮氢材料。123有机液体贮氢材料[3某些有机液体,在合适的催化剂作用下,在较低压力较高温度下可作氢载体达到贮存和输送氢的目的。其氢功能借助贮氢载体(如苯和甲苯等不饱和液体有机物)与H的可反应来实现贮氢量可达7(wt)%左右11
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储氢材料金属型氢化物,利用多组分金属合金氢化物2Pd +H, =2PdHLaNi, + 3H, =LaNi,HTiFe+H,=TiFeH,12
12 储氢材料 金属型氢化物,利用多组分金属合金氢化物 2Pd + H2 = 2PdH LaNi5 + 3H2 = LaNi5H6 TiFe + H2 = TiFeH2
La3+ + 5Ni2+ + xH,O + yCO,2 - →[LaNis(OH)x(CO,)x J 15-x-2y + x HtLaNis(OH)x(CO3)x→LaNi,O+yCO,+x/2H,O(过滤,烘干,灼烧)LaNi,O,+xCa或CaH=LaNi,+xCa②TiCl4+FeCl,+(x+y)H,O-→TiFeOxyHOTiFeOyH,O=TiFeO,+yH,OTiFeO,+xCa=TiFe+xCaO13
13 ①La3+ + 5Ni2+ + xH2O + yCO3 2- →[LaNi5 (OH)X (CO3 )Y ] 15-x-2y + x H+ LaNi5 (OH)X (CO3 )Y→ LaNi5Ox + yCO2 + x/2H2O (过滤,烘干,灼烧) LaNi5Ox + xCa或CaH = LaNi5 + xCaO ②TiCl4 + FeCl3 + (x+y)H2O → TiFeOx •y H2O TiFeOx •yH2O = TiFeOx + yH2O TiFeOx + xCa = TiFe + xCaO
7-2稀有气体氮He、氛Ne、氩Ar、Kr、氙Xe、氢RnNoblegases occuras uncombined atoms in the atmosphere, and are uncommon except for argonHelium has an exceptionally low boilingpoint and does not solidify except under pressure7-2-1发现7-2-2通性及用途7-2-3化合物氟化物,氧化物和氮化物
14 7-2 稀有气体 氦He、氖Ne 、氩Ar 、氪Kr 、氙Xe、氡Rn Noble gases occur as uncombined atoms in the atmosphere, and are uncommon except for argon. Helium has an exceptionally low boiling point and does not solidify except under pressure. 7-2-1 发现 7-2-2 通性及用途 7-2-3 化合物 ——氟化物,氧化物和氮化物
7-2-1发现1785年,凯文迪在空气中通入过量的O,,放电,使N,+2O,=2NO,,形成液吸收剩余的氧气用红热的Cu除去,仍有少量的气体存在。·1894-1900年间,英国物理学家莱姆赛Ramsay分离出N,氮化物中N,重1.251g/l空气中N,重1.257g/L相差6mg>实验误差Ramsay发现除去CO2、H2O、O2、N的空气(Ca(OH)2、浓HSO4、热Cu、热Mg);残留气体体积1%一Ar;1895年,用光谱证实铀矿与浓硫酸产生的不活泼气体为He;1898年,空气中分离出Ne、Kr、Xe1900年,放射性矿物Rn15
15 7-2-1 发现 •1785年,凯文迪在空气中通入过量的O2,放电,使N2 + 2O2 = 2 NO2,形成液吸收, 剩余的氧气用红热的Cu除去,仍有少量的气体存在。 •1894-1900年间,英国物理学家莱姆赛Ramsay分离出N2 氮化物中N2 重1.251g/L 空气中N2重1.257g/L 相差6mg>实验误差 Ramsay发现除去CO2、H2O、O2 、N2的空气(Ca(OH)2、浓H2SO4、热Cu、热Mg); →残留气体体积1% —— Ar; 1895年,用光谱证实铀矿与浓硫酸产生的不活泼气体为He; 1898年,空气中分离出 Ne、 Kr、Xe 1900年,放射性矿物Rn