第7章氢和氢能源(1).ppt

第7章氢和氢能源,7.1氢,氕（符号H）丰度为99.984％,氘（符号D）占0.0156％,氚（符号T）约占10－16％,氘和氚是核聚变反应的原料,＋→＋,7.2氢的成键特征,1.形成共价单键HCl、H2O、NH3。,2.氢原子与活泼金属（如Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba）能组成离子型氢化物（如LiH、NaH、CaH2、LiAlH4、NaBH4、LiGaH4等）。,H5O2＋,不存在自由的质子，它总是同别的原子或分子结合在一起而存在，如H3O＋、H5O2＋、NH4＋等。,3.氢键。4.形成单电子（σ）键H2＋。5.形成三中心二电子键H3＋，为三角形结构。6.形成氢桥键。,7.金属型氢化物。氢原子能与许多金属特别是过渡金属或合金及稀土元素组成二元或多元型氢化物，如VH2、Mg2NiH4、TiFeH1.9、LaNi5H6、ZrCo2H4、MmCo5H3。,7.3氢化物,氢化物按其结构和性质的不同可大致分为三类离子型、金属型以及共价型。,1.离子型氢化物碱金属和碱土金属（除Be、Mg外）具有很低的电负性，可将电子转移给氢原子生成氢负离子（H－）从而组成离子型氢化物。,LiHNaHKHRbHCsHNaCl-90.4-57.3-57.7-54.3-49.3-441,（1）均为白色晶体,热稳定性差,（2）还原性强,Θ,UO2＋CaH2═U＋CaOH2,（3）剧烈水解,（4）形成配位氢化物,氢化铝锂,Li[AlH4]受潮时强烈水解,NaH＋CH3OH═NaOCH3＋H2,4BF3＋3NaBH4═3NaBF4＋2B2H6,2.分子型氢化物,缺电子氢化物ⅢA族的氢化物B2H6,足电子氢化物ⅣA族的氢化物CH4,富电子氢化物ⅤAⅦA的氢化物NH3,许多过渡金属以及镧系和锕系金属都能与氢结合生成金属氢化物。,473KTi＋H2═TiH2,RE＋H2═REHx,U＋H2═UH3,3.金属型氢化物,7.4应用储氢合金,一些合金可以在温和条件下可逆地同氢反应形成金属氢化物，可以吸收和分解出大量氢气，所形成的氢化物密度大于液态氢称之为储氢合金,LaNi53H2LaNi5H6TiFeH2TiFeH2液氢71kgm-3LaNi588kgm-3,各种储氢材料稀土系储氢合金LaNi5.钛系储氢合金TiFeTiMnX镁系储氢合金Mg2NiMg2Cu锆系储氢合金ZrV2ZrCr2,储氢合金,H2离解为H原子。Ni起到离解催化剂的作用。,表面结构及储氢机理,靠近表层La扩散到表面与氧、水结合成La2O3、LaOH3。Ni脱溶沉淀，产生表面分凝。La2O3、LaOH3保护亚表层Ni的催化活性。,H2,,,,,