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固态储氢的优势：固态储氢技术具有高重量储氢容量、安全性和空间效率等优点，其中MgH₂因高储氢容量和低成本而被广泛研究。

MgH₂的局限性：尽管MgH₂具有良好的储氢潜力，但其高热力学稳定性和缓慢的动力学性能阻碍了其实际应用。

催化剂的作用：添加高活性催化剂是改善MgH₂热力学和动力学性能的有效途径，特别是镍基催化剂及其硫化物在提高MgH₂吸氢和放氢性能方面表现出色。

02、创新亮点

（1）一步溶剂热法制备催化剂

本研究采用一步溶剂热法成功制备了石墨片负载的镍硫化物催化剂（NiS₂@xC），该方法简单、低成本，且能有效控制催化剂的形貌和分布。形貌控制：通过引入石墨片，显著抑制了NiS₂颗粒的团聚，使其均匀分散并原位生长于石墨片表面，平均粒径大幅减小。

（2）石墨片负载优化催化性能

系统探究了不同石墨片添加量对MgH₂储氢性能的影响，发现适量石墨片能显著提升MgH₂的吸/放氢动力学性能。性能提升：当石墨片添加量为3%（质量分数）时，MgH₂-NiS₂@3C复合材料展现出最优性能，起始放氢温度降低30 ℃，在300 ℃下10 min内释放6.50%(质量分数)的氢气，总放氢容量达6.70%（质量分数）。

（3）微观结构与催化机理研究

通过SEM、XRD等表征手段揭示了石墨片负载对材料微观结构及催化机理的影响。机理清晰：石墨片的引入不仅增加了催化剂的比表面积和活性位点数量，还优化了氢扩散通道，从而显著提升了MgH₂的储氢性能。

03、图文展示

图1 溶剂热法制备NiS₂的（a）XRD图和NiS₂@xC的（b）XRD图

Fig. 1 (a) XRD pattern for NiS₂ and (b) XRD patterns for NiS₂@xC with different graghite content 

图3 球磨态MgH₂-NiS₂@xC的SEM图片以及对应粒径分布图：（a）MgH₂-NiS₂；（b）MgH₂-NiS₂@3C；（c）MgH₂-NiS₂@5C；（d）MgH₂-NiS₂@10C

Fig. 3 SEM images of ball-milled MgH₂-NiS₂@xC and corresponding particle size distribution diagram: (a) MgH₂-NiS₂; (b) MgH₂-NiS₂@3C; (c) MgH₂-NiS₂@5C; (d) MgH₂-NiS₂@10C

图4 不同C添加量时NiS₂@xC的（a）TPD曲线；（b）300 ℃和（c）275 ℃下的等温放氢曲线以及（d）200 ℃下的等温吸氢曲线

Fig. 4 (a) TPD curves of NiS₂@xC with different addition amount of C; isothermal hydrogen release curves at (b) 300 ℃ and (c) 275 ℃; (d) isothermal hydrogen uptake curves at 200 ℃ 

图5 球磨态及放氢后MgH₂-NiS₂@3C复合材料的XRD图谱

Fig. 5 XRD patterns of MgH₂-NiS₂@3C composites in ball milling state and after hydrogen discharge

 图6 放氢后MgH₂-NiS₂@xC的SEM图片（a）MgH₂-NiS₂；（b）MgH₂-NiS₂@3C；（c）MgH₂-NiS₂@5C；（d）MgH₂-NiS₂@10C

Fig. 6 SEM image of MgH₂-NiS₂@xC after hydrogen discharge: (a) MgH₂-NiS₂; (b)MgH₂-NiS₂@3C; (c)MgH₂-NiS₂@5C; (d)MgH₂-NiS₂@10C

04、结论

本文通过一步溶剂热法成功制备了石墨片负载的NiS₂催化剂（NiS₂@xC），并系统探究了不同石墨片添加量对MgH₂储氢性能的影响。主要结论如下：

（1）形貌与性能关系：石墨片的引入显著改善了NiS₂颗粒的分散性和形貌，避免了团聚现象，使得颗粒尺寸大幅减小，比表面积和活性位点数量显著增加。

（2）最优添加量：当石墨片添加量为3%（质量分数）时，MgH₂-NiS₂@3C复合材料展现出最优的吸/放氢性能，起始放氢温度显著降低，放氢速率和总放氢容量大幅提升。

（3）催化机理：石墨片的引入通过抑制颗粒团聚、增加活性位点暴露和优化氢扩散通道，显著提升了MgH₂的储氢动力学性能。适量石墨片负载的催化剂设计理念为高活性复合催化剂的理性设计提供了重要参考。

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