2020年8月起，島津開(kāi)啟科技校園行活動(dòng)，產(chǎn)品經(jīng)理聯(lián)合公司多部門(mén)共同走進(jìn)高校用戶，與高校學(xué)者共同探討分析儀器應(yīng)用技術(shù)，分享應(yīng)用成果。

碳負(fù)載納米二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎└纳?/span>MgH2儲(chǔ)氫性能的研究

論文背景介紹 …

氫化鎂（MgH2）由于其氫氣儲(chǔ)量（7.6 wt％）、可逆性好、成本低，而備受關(guān)注。但是，受熱力學(xué)穩(wěn)定性和緩慢的脫氫動(dòng)力學(xué)影響，依然無(wú)法用于實(shí)際應(yīng)用。

科學(xué)家已嘗試過(guò)各種方法來(lái)試圖改善MgH2的儲(chǔ)氫的性能，包括添加催化劑、納米結(jié)構(gòu)化、和組分修飾等。特別是，許多實(shí)驗(yàn)已證實(shí)添加催化劑在降低操作溫度，及改善MgH2脫氫動(dòng)力學(xué)方面非常有效。涉及到各類(lèi)型催化劑有，過(guò)渡金屬、稀有金屬、甚至到碳基材料。

本論文中, 通過(guò)引入少量TiO2 @C復(fù)合材料作為催化劑，以期改善MgH2的儲(chǔ)氫性能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在205~375°C之間，MgH2-10wt％TiO2@C樣品可以釋放約6.6wt％的氫氣；在140°C和50 bar氫氣壓力下，可以在10分鐘內(nèi)完成氫氣存儲(chǔ)。

為系統(tǒng)性的對(duì)MgH2-TiO2@C脫氫/儲(chǔ)氫過(guò)程中結(jié)構(gòu)和組成變化, 需要借助各類(lèi)儀器分析手段。X射線光電子能譜(XPS)可以對(duì)表面元素做定性、定量分析, 也可對(duì)元素的化學(xué)態(tài)進(jìn)行分析。為了解脫氫過(guò)程，借助XPS手段來(lái)檢測(cè)不同脫氫階段時(shí)Ti元素的化學(xué)態(tài)，這非常有助于機(jī)理的研究。

以MgH2-10wt% TiO2@C為例：對(duì)于球磨制備后的樣品，兩個(gè)XPS峰(458.2和463.9 eV)，對(duì)應(yīng)于TiO2的2p 1/2 -2p 3/2自旋軌道雙峰，說(shuō)明Ti仍然以TiO2存在；此外，也檢測(cè)到兩個(gè)強(qiáng)度較弱的XPS峰(455.6 eV和460.4 eV)，對(duì)應(yīng)于TiO的2p 1/2 -2p 3/2自旋軌道雙峰。根據(jù)以往文獻(xiàn)報(bào)道，這意味著在球磨后，在MgH2作用下, 一部分Ti4+被還原為了Ti2+。