氢能源由于效率高、污染小等优点，将逐步取代化石燃料而成为将来主要的能源形式。氢能源使用过程中一个关键的环节是找到一个很好的储存氢的方式。镁基储氢材料由于质量轻、储量丰富、价格低廉、储氢量大等特点而成为大家研究关注的重要对象。但是，目前镁基合金材料的研究面临两个主要的困难，这便是制备困难及储氢性能差。 笔者首先通过氢等离子体电弧法制备出了Mg和Ni，Fe，Co，Cu等金属单质纳米颗粒。制备出来的Mg纳米颗粒的平均颗粒度大大高于其他金属纳米颗粒，其原因主要是Mg具有较大的挥发性和较高的蒸气压。 笔者从这些金属单质纳米颗粒的混合样品来在真空、氩气和氢气中的不同条件下制备获得Mg-Ni，Mg-Fe，Mg-Co，Mg-Cu体系的纳米结构的合金化合物(Mg2Ni，Mg2Co，Mg2Cu)和氢化物(Mg2NiH4，Mg2CoH5，Mg2FeH6)。由于金属纳米颗粒本身颗粒度小、比表面积大，在反应过程中熔点大大降低，从而使得笔者可以在非常简单的条件下制备获得合金和氢化物样品。直接使用金属单质纳米颗粒的混合样品作原料使得合金的合成温度大大降低，这样也使得制备过程中镁成分很少挥发，从而可以克服了以前通过传统方法制备镁基化合物时，由于合成温度高使得镁大量的挥发而很难制备出较纯化合物的困难。 本研究比较了氩气和氢气中制备合金样品的结果。在氩气和氢气中制备过程具有不同的反应机理，在氢气中更容易制备获得较纯的合金样品。另外，在氩气和氢气中制备获得的样品的颗粒度相差很大，这主要是由于不同的反应过程，在氢气中反应制备合金时，由于催化元素的存在和氢气的作用，使得样品颗粒在与氢反应过程中破碎而使得颗粒度进一步降低，这些结果通过XRD和TEM得到了证实。 笔者研究了在氢气中制备获得的纳米结构样品的气态储氢性能。结果显示纳米结构镁基材料无需活化就可以在一定温度和氢气压力下直接吸收氢气。其所制备获得的纳米结构Mg2Ni样品甚至在室温附近就可以吸收大量的氢气。笔者还研究了Mg-H，Mg-Ni-H，Mg-Co-H，Mg-Cu-H体系的PCT曲线，并得到了这些体系的vantHoff方程，从这些方程，得到了其氢化物的反应生成焓和生成熵。纳米结构储氢材料显示出如此优越的储氢性能主要是由于纳米结构材料比表面积大、缺陷多，使得与氢反应的触点和成核点增多，另外颗粒度小使得与氢反应时氢在颗粒中的扩散行程大大降低，从而使得反应更容易进行和完成。 笔者在研究纳米镁基材料作为电池负极材料的电化学性能时，发现纳米结构Mg2Ni样品的储氢电化学性能反而不如微米级的Mg2Ni样品，这主要是由于纳米结构材料在强碱电解液中由于颗粒小、比表面积大，更容易氧化从而使得性能大大恶化。用少量Cu部分取代Ni后，可以大大改善其放电性能，原因是Cu可以在Mg的表面覆盖从而一定程度上阻碍了其氧化。