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氢能由于其资源丰富、高能效、无污染、高能量密度的特点是将来化石能源最理想的替代品之一。氢能的规模化应用必须解决制氢、储氢和用氢三大关键技术,目前开发高效、安全、高能量密度的储氢方式成为制约氢能发展的瓶颈问题。近年来,由轻元素构成的轻质高容量储氢材料,如铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物等成为储氢材料的研究热点。尤其是氨硼烷,其理论储氢容量高达19.6 wt%,在150C下可以放出12.5 wt%氢气,具有极大的研究前景。但是,氨硼烷在放氢过程中存在一些问题,限制了其在实际生产中的应用,例如分步分解温度高,放氢动力学缓慢,而且其在放氢过程中会产生NH3,B2H6等挥发性副产物以及放氢过程不可逆等。为解决上述问题,本论文应用金属阳离子Li+取代氨硼烷分子中NH3基团上的一个Hδ+,合成锂氨基硼烷;并通过添加碱/碱土金属氢化物构建复合储氢体系改善其放氢动力学和放氢热力学性能;最后,为解决氨基硼烷类储氢材料放氢不可逆的问题,我们合成了双金属氨基硼烷以对其可逆吸放氢的可能路径进行研究。文中采用X射线衍射光谱(XRD)结合Rieveld精修方法对样品进行了晶体结构和物相组成分析,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析了样品的成键情况,同时采用热重法(TG),差示扫描量热法(DSC)和等温放氢动力学测试对样品的热分解放氢性能进行了研究。主要研究内容如下:(1)锂氨基硼烷的机械球磨制备与放氢性能分析:以氢化锂和氨硼烷为原料,采用机械球磨法合成锂氨基硼烷,研究了球磨转速和球磨时间对球磨产物的结构与物相,化学键成键情况和放氢性能的影响。结果表明,当球磨转速大于400 rpm,球料比为50:1,球磨时间大于2 h,氩气保护气氛下,反应原料可反应完全制得锂氨基硼烷;另外,随球磨时间的延长,球磨产物中的α-LiNH2BH3相含量增加,β-LiNH2BH3相含量减少。通过对比球磨时间分别为2 h和12 h时的球磨产物的热分解放氢性能发现,α-LiNH2BH3的放氢性能优于β-LiNH2BH3,其起始放氢温度(约61℃)更低,放氢活化能(157 KJ/mol)更小,放氢速率(80℃,1.422×100)更快。(2)金属氢化物与α-LiNH2BH3构成的复合储氢体系性能分析:通过在α-LiNH2BH3中添加金属氢化物(MH,M=Li,Ca,Mg)构建复合储氢体系,研究了金属氢化物对α-LiNH2BH3的放氢动力学和放氢热力学的影响规律。结果表明,在α-LiNH2BH3中添加0.1MH,能够在改善体系放氢性能的同时,基本不损失体系的储氢容量。金属氢化物对体系放氢温度(Ts为起始放氢温度,Tp为峰值放氢温度)的影响规律为 Ts(MgH2)>Ts(CaH2)>Ts(LiH),Tp(MgH2)>Tp(CaH2)>Tp(LiH);对体系放氢速率(vde)的影响规律为vde(LiH)>vde(CaH2)>vde(MgH2)。对比而言,添加O.1LiH对改善体系的放氢性能表现最佳。(3)双金属锂氨基硼烷的制备与吸放氢性能分析:以氢化锂(LiH),氨硼烷(NH3BH3)和氢化镁(MgH2)/氢化钙(CaH2)为反应原料,按照化学计量比混合,采用机械球磨法制备了锂镁双金属氨基硼烷(Li2Mg(NH2BH3)4)和锂钙双金属氨基硼烷(Li2Ca(NH2BH3)4),对双金属氨基硼烷的晶体结构与物相,放氢反应焓变及热分解分解放氢温度和等温放氢动力学进行了研究。结果表明,Li2Mg(NH2BH3)4放氢为吸热反应(ΔH=2.8 KJ.mol-1),在200℃,真空条件下,2h内能够放出约9.79 wt%氢气。Li2Ca(NH2BH3)4放氢为放热反应(ΔH=-1.81 KJ·mol-1),在150℃,真空条件下,20 h内能够放出7.89 wt%氢气。遗憾的是,在200℃,7 MPa的系统氢压下,Li2Mg(NH2BH3)4放氢产物不能再次吸氢。