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氢化燃烧合成与机械球磨复合制备镁基储氢材料的综述报告
氢化燃烧合成与机械球磨复合制备镁基储氢材料的综述报告
储氢技术是关乎人类未来能源与环保的重大问题之一。镁及其合金因其储氢性能优良而备受关注。本文着重综述了氢化燃烧合成（HCS）与机械球磨复合制备镁基储氢材料的研究进展及优缺点。
氢化燃烧合成是利用氢化物燃烧产生的热能及氢化物与金属反应产生的气态中间产物还原金属氧化物的燃烧合成方法。由于反应过程剧烈，温度升高迅速，常数秒级到毫秒级，因此是制备纳米粉末的一种有效方法。HCS制备镁基储氢材料的优点包括材料微观结构均匀、氢化反应速率快、储氢性能优良等。究其原因，一方面，HCS能制备出具有良好晶格结构、尺寸均匀的纳米材料；另一方面，氢燃烧酿成的高温高压气氛具有还原效应，能够提升材料还原程度。研究发现，利用氢化燃烧合成法制备的MgH2，其析氢吸热峰温度下降了100°C左右。然而，HCS的缺点也不可忽视，如反应过程剧烈易损伤设备、产物晶体质量难控等。
机械球磨在高能球磨机内，通过短时间、高能量密度、高碰撞频率等条件将粉末颗粒碾碎，形成纳米级结构的粉末。机械球磨制备镁基储氢材料的优点包括工艺简单、易于控制、无需外部气氛反应等。由于机械球磨能够制备出容易形成均匀涂层的纳米粉末，因此还有利于材料的功能化修饰。研究表明，利用机械球磨可以制备出载有MgH2的Ni纳米粉末镁基复合材料，其储氢性能明显优于单个材料。但机械球磨制备镁基储氢材料的缺点也比较明显，如对设备耐磨性要求较高、易造成杂质混入等。
HCS与机械球磨两种方法各有优劣，应用前需要根据需求选择合适的方法制备储氢材料。近年来，将两种方法相结合进行制备的研究成为发展热点。例如，利用氢化燃烧制备纳米MgH2后，再进行机械球磨处理，能够将MgH2粉末分散均匀、提高MgH2的反应活性；又例如，利用机械球磨制备出Ni和Mg粉末混合物后，加以HCS反应，能够获得Mg2NiH4晶态相纳米粉末。复合制备的镁基储氢材料不仅综合利用了两种方法的优点，而且能够在某些方面进一步提升材料的储氢性能，因此具有较好的应用前景。
总之，氢化燃烧合成法与机械球磨法都是制备镁基储氢材料的有效方法。两种方法各有优劣，可根据具体需求进行选择。复合制备镁基储氢材料是目前的研究热点之一，相信随着技术不断进步，镁及其合金将成为重要的储氢材料。