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201214760216

木虫 (著名写手)

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[交流] 【储氢材料】等离子球磨技术直接合成的Mg(In)-MgF2复合材料增强脱氢热力学和动力学

今天分享的文献：Z, J, Cao, et al. Enhanced dehydriding thermodynamics and kinetics in Mg(In)-MgF2 composite directly synthesized by plasma milling[J]. Journal of Alloys and Compounds: An Interdisciplinary Journal of Materials Science and Solid-state Chemistry and Physics, 2014.

一段话了解全文
Mg(In)固溶体的可逆形成是调节MgH2的脱氢热力学的一种新方法，然而，这种固溶体的制备相当困难，并且其脱氢动力学相当缓慢，等离子球磨技术(P-milling)可以同时解决这两个问题。Mg(In)固溶体的合成效率显着提高，氢容量高达5.16wt.%，原位合成的MgF2的催化作用也改变了脱氢动力学。

过程中的相变
在初始粉末混合物中有In相的衍射峰（图1a），研磨前样品中不存在F。图1b显示In峰消失，Mg5In2和Mg2In的峰出现。P-milling处理后Mg相晶格常数略微下降，表明除了形成两种化合物外，部分In已经溶解在Mg中形成Mg(In)固溶体。

由于Mg与聚四氟乙烯在等离子体辅助球磨过程的影响下发生反应而形成12.9wt％的MgF2。图1c显示第一次氢化后Mg(In)固溶体、Mg5In2和Mg2In相转变为MgH2和Mg(In)(β“)，而MgF2相保持不变。图1d显示脱氢后β“相消失，没有出现含In相。同时，Mg相的晶格常数进一步降低，表明具有高In溶解度的Mg(In)固溶体通过β“相和MgH2的反应被回收。即使工作温度高于1573K，MgF2也很稳定。十次循环后的产物与第一次加氢/脱氢的产物相同。

结论
Mg-In-F系统的P-milling已被证明可以同时实现Mg(In)固溶体的有效合成和作为分散掺杂催化剂MgF2的原位生成。由于等离子体的作用，Mg(In)固溶体的合成过程所需的时间减少到2小时。由于原位形成的MgF2的催化作用，Mg(In)固溶体的脱氢活化能(Ea)降低到127.7kJ/mol。该系统在609K时保持了5.16wt.%的高储氢容量。

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