LiAlH₄的高脱氢温度和缓慢的动力学速率，仍然限制了其在储氢方面的应用。

基于此，桂林电子科技大学孙立贤教授，徐芬教授报道了采用球磨方法将首次制备的NiTiO₃@h-BN和CoTiO₃@h-BN引入到LiAlH₄中。

文章要点

1）研究人员首先采用简单的沉淀法和煅烧法制备了NiTiO₃@h-BN和CoTiO₃@h-BN纳米复合材料。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、BET、X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了h-BN对NiTiO₃形貌和结构的影响。接下来，通过球磨将NiTiO₃@h-BN和CoTiO₃@h-BN掺杂到LiAlH₄中，考察了它们对LiAlH₄储氢性能的影响。

2）掺杂7 wt%NiTiO₃@h-BN的LiAlH₄在68.1 °C开始放氢，300 °C以下放氢量为7.11 wt%。两步放氢反应的活化能（E_a）分别为55.93和59.25 kJ mol⁻¹，分别比原始LiAlH4低45.8%和69.0%。此外，在30 bar氢压和300 °C恒温条件下，脱氢后掺杂7 wt%NiTiO₃@h-BN的LiAlH₄可再吸氢约1.05 wt%的氢气。

3）研究人员通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和密度泛函理论(DFT)计算，进一步探讨了NiTiO₃@h-BN在LiAlH₄中的协同催化储氢机理。DFT计算结果显示，球磨过程中原位生成的纳米粒子AlNi₃和NiTi降低了Al-H键在LiAlH₄中的脱附能垒，并通过界面电荷转移和脱杂化加速了Al-H键的断裂。此外，NiTi还能增强H₂的吸附和裂解，促进H₂分子在再吸氢过程中的活化。

参考文献

Sheng Wei, et al, Enhanced Hydrogen Storage Properties of LiAlH₄ by Excellent Catalytic Activity of XTiO₃@h-BN (X = Co, Ni), Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202110180

https://doi.org/10.1002/adfm.202110180