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氢气的安全高效储存是实现车载氢能规模化应用的关键技术之一。在过去的十年间，氨硼烷、金属氨基硼烷、硼氢化物等材料由于具有高氢含量而被广泛地研究。然而这些材料存在放氢动力学阻力较高、副产物多、可逆性或再生性能较差等问题。本论文的研究重点是催化修饰固态氨硼烷以提高其放氢性能;设计开发新型过渡金属氨基硼烷和硼氢化物-肼配合物以拓展储氢材料研究领域。论文取得的主要研究成果如下:
利用“共沉淀法”将纳米尺寸的Fe、Co、Ni基催化剂分散到氨硼烷材料中，首次实现了固态氨硼烷材料在60℃下的催化脱氢;同时，气体产物的纯度得到明显提高，材料分解时的体积膨胀得到有效抑制。不同于氨硼烷自分解放氢过程中生成的无定形产物，经过渡金属催化的氨硼烷分解则形成晶态线性聚和物(NH2BH2)n。实验发现过渡金属与B的合金为催化脱氢反应的活性物种。理论计算结果揭示氨硼烷在FeB催化下的脱氢可能为分子内脱氢。
尝试合成Fe和Ti基氨硼烷化合物。在FeCl3与锂基氨硼烷(LiAB)的交换反应中，生成的Fe基氨硼烷在室温下不稳定，发生自身的氧化还原反应分两步放出0.5和1当量的氢气，Fe3+被还原到了低价态。TiCl3与钠基氨硼烷(NaAB)的复分解反应可生成NaCl和无定形的[Ti(NH2BH3)3]。
通过肼与硼氢化物的络合，合成了一系列新型硼氢化物-肼配合物。N2H4同LiBH4络合可形成单斜晶体LiBH4·NH2NH2和正交晶体LiBH4·2NH2NH2。在FeB合金的催化下，LiBH4·NH2NH2在140℃可以释放大约13.0wt％的H2。金属离子电负性越高，络合肼的能力越强，可导致该络合物的直接反应脱氢。Hδ+和Hδ-的结合是硼氢化物-肼配合物放氢的主要驱动力。