Mg-Al石墨烯复合材料的制备及储氢性能的研究的开题报告.docx

Mg-Al石墨烯复合材料的制备及储氢性能的研究的开题报告
一、选题背景
随着全球经济的发展和人民生活水平的提高，能源消耗量不断增加，同时环境问题也越来越严重。氢气作为最干净的燃料之一，拥有极高的能量密度和良好的环保性能，被广泛认为是未来能源的理想选择。但由于氢气密度极小，其储存和运输一直是氢气能源系统一大难题。因此，开发高效的储氢材料成为了氢气能源系统的重要研究方向。
近年来，石墨烯材料凭借其优异的导电性、热导率以及机械强度，逐渐成为储氢材料的研究重点之一。而将石墨烯与金属材料复合，可以进一步提高材料的储氢性能。Mg-Al合金因其轻度、低成本和良好的化学稳定性等特点，成为一种理想的石墨烯复合材料载体。因此，本论文研究的对象是Mg-Al石墨烯复合材料的制备及储氢性能。
二、研究目的和意义
本论文旨在探索Mg-Al石墨烯复合材料的制备工艺，并研究其储氢性能。具体来说，研究目标如下：
1.研究不同比例的Mg-Al石墨烯复合材料的制备工艺，包括气相沉积、溶液混合、机械球磨等方法，选出最优工艺。
2.通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对优选制备工艺下的Mg-Al石墨烯复合材料进行表征，分析其结构、形貌以及组成成分。
3.研究Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能，包括储氢量、储氢速率以及循环稳定性等。
本论文的研究意义如下：
1.通过改进Mg-Al石墨烯复合材料的制备工艺，可以提高材料的制备效率和性能。
2.研究Mg-Al石墨烯复合材料的结构、形貌及组成，可以深入了解其储氢机理。
3.分析Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能，可以为氢气能源系统的储氢材料研究提供有益参考。
三、研究内容和步骤
（1）Mg-Al石墨烯复合材料的制备工艺
Mg-Al石墨烯复合材料的制备工艺包括气相沉积、溶液混合和机械球磨等方法。需要比较不同制备工艺的优缺点，选出最优工艺。
（2）Mg-Al石墨烯复合材料的表征
使用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对制备出的Mg-Al石墨烯复合材料进行表征，包括分析其结构、形貌以及组成成分。
（3）Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能测试
使用恒压量热仪等装置研究Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能，包括储氢量、储氢速率以及循环稳定性等指标。
四、论文预期成果
本论文预期取得以下成果：
1.成功选出最优的Mg-Al石墨烯复合材料制备工艺，制备出性能优良的复合材料。
2.对制备出的Mg-Al石墨烯复合材料进行全面的表征，分析其结构、形貌以及组成成分。
3.研究并分析Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能，得出该材料的储氢量、储氢速率以及循环稳定性等指标。
4.为Mg-Al石墨烯复合材料在氢气能源领域的应用提供有益参考。
五、论文的研究进度安排
本论文研究预计于2022年开始，2023年年底完成。具体进度安排如下：
2022年
1月-3月：完成文献综述、研究背景、选题目的和意义的撰写；确定研究方法和表征手段。
4月-6月：综合比较Mg-Al石墨烯复合材料制备工艺，选出最优工艺；开始制备Mg-Al石墨烯复合材料。
7月-9月：对制备好的复合材料进行表征，包括XRD、SEM等测试。
10月-12月：研究Mg-Al石墨烯复合材料的储氢性能，包括储氢量、储氢速率以及循环稳定性等指标。
2023年
1月-3月：完成论文第一章和第二章的写作、整理数据并进行分析和比较，完成论文的修改和完善。
4月-6月：完成论文的第三章和第四章的写作。
7月-9月：完成全文修改、检查和排版；论文提交。
六、论文的参考文献
[1]冯宇,严沁,何荣昌.石墨烯复合材料在储氢领域的研究进展[J].中国新能源,2019,5:46-53.
[2]BhaskaranS,PrasadYadavAK,BalajiV.Studyonpreparation,characterizationandH2storageabilityofMg-graphemeandMg-Ti-graphemecomposites[J].RenewableEnergy,2017,103:107-112.
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