鎂基儲氫材料固硫作用的研究.pdf

1、脫除二硫化碳等含硫化合物對于保護(hù)環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)來講是十分重要的。鎂基儲氫材料可實現(xiàn)對二硫化碳的加氫固硫。本文著重研究了儲氫材料中的固溶態(tài)晶格氫以及添加的氧化銅對其固硫的影響。利用透射電鏡、高分辨透射電鏡、X射線粉末衍射儀、激光粒度儀和顯微硬度計對鎂基儲氫材料的結(jié)構(gòu)、粒度和硬度進(jìn)行了表征；利用差示掃描量熱分析儀和P-C-T特性測試對材料的放氫性能進(jìn)行了分析；利用高效微機(jī)定硫儀和微量硫分析儀對固硫反應(yīng)后的固相、氣相硫含量進(jìn)行了測定。

2、　　結(jié)果表明，TEM圖片顯示每個微晶氫化鎂的大小在20-100 nm之間，由XRD測試數(shù)據(jù)計算可知，球磨后材料中氫化鎂(101晶面)晶粒的大小為12.3 nm，而靜態(tài)儲氫后的為70.5 nm。靜態(tài)儲氫后的材料晶粒長大，結(jié)晶度提高，內(nèi)部鎂和氫的排列更加規(guī)則有序。HRTEM觀測到的晶面間距為2.1A，對應(yīng)于氫化鎂在39.85°的200晶面。
　　鎂基儲氫材料在400℃、常壓下放氫時，材料中的氫不會完全放出，氫在材料中的存在形式為固溶態(tài)

3、晶格氫MgHx(x≤2)。儲氫材料在250℃與二硫化碳反應(yīng)2 h后，固相中檢測到硫化鎂晶體、氣相中檢測到硫化氫、甲硫醇；將400℃放氫后的材料用于二硫化碳固硫反應(yīng)，在250℃、1 h反應(yīng)后，固相檢測到硫化鎂晶相。以此可推斷，材料中的氫抑制了硫化鎂的產(chǎn)生。材料中的氫大量存在時，不利于硫化鎂的產(chǎn)生；而氫含量變少時，硫化鎂便會大量生成。
　　添加氧化銅的鎂基儲氫材料球磨后，發(fā)現(xiàn)氧化銅在球磨過程中被還原，且還原中間產(chǎn)物為氧化亞銅。氫氣下球

4、磨時，產(chǎn)物中存在氫氧化鎂；氬氣下球磨時，產(chǎn)物中存在氧化鎂。金屬鎂、氫氣都參與還原反應(yīng)。
　　分別添加10 wt.％和70 wt.%CuO的儲氫材料對二硫化碳在70℃可發(fā)生加氫反應(yīng)，固硫反應(yīng)在150℃可實現(xiàn)。添加10 wt.%和70 wt.%CuO的儲氫材料與二硫化碳在150℃反應(yīng)后的固硫產(chǎn)物都為Cu1.8S。250℃下反應(yīng)后，添加10 wt.% CuO的材料中銅的晶態(tài)為CuS，添加70 wt.%CuO的材料中銅的晶態(tài)為Cu1.8S