由于传统化石能源的储备有限以及燃烧所带来的环境污染，人们急需寻找新的替代能源。氢能由于高效、零污染等特点而备受重视。其中氢气的储存是氢能走向实际应用的瓶颈。从商业角度出发，储氢材料必须满足储氢量大、操作温度合适、安全以及无毒等特点。Mg和氨基化合物由于储氢量大、操作温度较低以及循环性较好而最有可能成为实用的储氢材料，但是它们的较差的吸放氢动力学性质以及较高的吸放氢焓变值限制了进一步的应用。为此，本论文通过以下几个方面的工作来改进这两个体系的储氢性质，并探讨机理。　　 我们小组通过高温等离子体电弧反应得到了Mg的纳米颗粒，与普通颗粒相比，显示了优良的储氢性能。在此基础上主要通过三种方法来改进Mg纳米颗粒的储氢性质。　　 一是通过添加合适的催化剂。基于同样方法制备出了过渡金属(Fe、Co、Cu、Ni)的纳米颗粒，通过放氢测试，发现Ni纳米颗粒的催化性能最好。添加10 wt％Ni纳米颗粒后，MgH2的放氢速度明显提高，放氢活化能从191 kJ/mol下降到118 kJ/mol。Ni的催化放氢机理可归因为促进了颗粒表面的成核反应和氢原子的结合。MgH2纳米颗粒经过球磨添加5 wt％的TiF3，经过放氢测试后，室温时一分钟内的吸氢量可达4.5 wt％，提高操作温度，吸氢速度和吸氢量进一步增加。由于催化剂有效的降低了氢气在Mg颗粒表面的解离能，从而降低了吸氢活化能(从191 kJ/mol下降到86 kJ/m01)。　　 二是在高温等离子体蒸发金属Mg的基础上，采用不同形态的碳高温还原MgO，然后将生成的Mg蒸发到低温处冷凝得到了尺度更小的Mg纳米结构。当采用活性碳时，得到了平均尺度为20 nm的Mg纳米颗粒；当采用石墨时，得到了直径为30 nm左右的纳米树枝。由于颗粒尺度的降低减少了氢原子的扩散距离以及比表面积的增大促进了氢分子的解离，从而与普通颗粒相比，吸氢速度明显提高。　　 三是与其他元素的添加生成Mg系合金改进了Mg的储氢热力学性质。利用Mg、Ni和Co的纳米颗粒制备了单一相的Mg2Ni1-xCox(x=0、0.05、0.1)的纳米颗粒。与纯Mg相比，虽然储氢量下降了，但是吸放氢速度明显提高，更重要的是放氢平台测试表明这三个样品的放氢焓变值分别为66.4、66.8和67.1kJ/mol，有效的降低了Mg的吸氢焓变值，提高了储氢热力学性质。　　 第四章中在氨气气氛下用高温等离子体方法蒸发金属锂制备出了颗粒大小为120 nm左右、壳层厚度约为20 nm Li2NH纳米空心球，BET结果表明比表面积为79.4 m2/g。由于这种特殊结构有效的促进了储氢过程中界面反应以及减小了物质的扩散距离，从而明显提高了Li2NH的储氢动力学性质。纳米空心球颗粒在室温时就开始吸氢，在473 K时一分钟内吸氢完全，而普通的颗粒则需要数小时，吸氢的活化能从普通颗粒的225 kJ/mol下降到106 kJ/mol。放氢的峰值温度与普通颗粒相比下降115 K。　　 根据类似的方法，在氨气气氛下用高温等离子体方法蒸发金属镁制备出了Mg3N2纳米立方块，然后将产物与NH3反应得到了Mg(NH2)2纳米空心球。颗粒大小约为100 nm，壳层厚度约为10 nm，比表面积为150 m2/g。与普通Mg(NH2)2相比，分解放氨的温度有所降低。另外，与MgH2球磨混合后，因其大的比表面积有效的促进了两相之间的界面反应，以及薄的壳层厚度明显降低了Mg2+的扩散距离，从而提高了Mg(NH2)2-MgH2体系的放氢动力学性质。　　 最后比较了不同颗粒大小的Mg(NH2)2对Li-Mg-N-H体系的放氢性质影响。三个样品的颗粒尺度分别为100 nm、500 nm和2 um。在分解氨气的过程中，颗粒越小，分解所需的温度越低。与LiH球磨混合后，降低Mg(NH2)2的颗粒大小可以相对提高两相之间的接触面积，从而加速界面反应；另外，小的颗粒尺度可以明显降低物质的扩散距离。因此，随着颗粒大小的降低，Li-Mg-N-H体系的放氢的速度逐渐提高以及放氢活化能降低。放氢后，颗粒的大小接近于放氢前的Mg(NH2)2颗粒，从而验证了放氢过程中物质的扩散是从LiH相向Mg(NH2)2相转移。同样，颗粒尺度越小，样品的吸氢动力学性质越好。