氢能的推广应用很大程度上依赖于一种有效的固态储氢材料,新型氮化物储氢体系Li-Mg-N-H具有高的重量储氢率、优异的热力学和良好的可逆储氢性能,成为最有希望的实用储氢材料之一。但它在较低温度下的放氢动力学缓慢,从而制约了其广泛应用。催化和复合是提高Li-Mg-N-H系储氢材料动力学和热力学性能的有效手段,本文首先通过高能球磨法制备Co基化合物催化的Li-Mg-N-H系储氢材料,提高其储氢动力学性能。随后,将Li-Mg-N-H系与具有较好储氢性能的络合氢化物NaAlH4和硼氢化物LiBH4复合,提高材料的储氢热力学性能,在上述工作基础上,综合采用催化和复合的手段,制备出综合性能优异的ZrCoH3催化的Li-Mg-N-H/LiBH4复合储氢材料,采用体积法、程序升温脱附法(TPD)和差示扫描量热法(DSC)测试了材料的储氢动力学、热力学和循环性能,运用XRD、SEM及能谱分析材料的物相和微观结构,采用红外吸收光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等进一步研究了材料的催化机理。高能球磨10h(球料比10：1)制备了系列Co基化合物(Co、ZrCoH3、CoF2和Co(OH)2)催化的Li-Mg-N-H系储氢材料,其放氢动力学性能均有不同程度的提高。其中,ZrCoH3和Co(OH)2催化的Li-Mg-N-H系储氢材料具有较好的动力学性能,在180℃、0.1 MPa H2下前100分钟的放氢量从2.85wt%依次增加到3.24Wt%和3.62wt%,降低放氢温度至160℃时,Co(OH)2的催化作用仍旧显著。物相和微观结构研究表明催化剂ZrCoH3在吸放氢过程中稳定存在,Co(OH)2部分分解析出金属Co,催化剂粒子均细小、弥散分布于基体材料中；IR分析表明ZrCoH3和Co(OH)2催化的Li-Mg-N-H复合材料中NH2-的红外吸收峰峰位向低频偏移,即N-H键能减弱,从而改善了材料的储氢性能。Co基催化剂有效的改善了Li-Mg-N-H体系的储氢动力学性能,但对其热力学性能的改善有限。本章采用球磨合成法制备了Li-Mg-N-H/NaAlH4系复合储氢材料,该材料具有较低的放氢温度和较好的动力学,经三步反应后共放出5wt%以上的氢气。球磨10分钟制备的复合材料具有较好的综合储氢性能,其起始放氢温度低于100℃,放氢量可达4.35wt%以上。对复合材料放氢过程的研究表明,中间相Na2LiAlH6的形成是降低放氢温度和改善放氢动力学的主要原因。复合材料的循环储放氢性能较差,且升高温度时复合物放氢反应生成稳定相Mg3N2和A1N,从而使其可逆性能变差。Co基催化剂和络合氢化物分别有效的改善了Li-Mg-N-H体系的储氢动力学和热力学性能,但单一的催化或复合所起的改善作用仍具有局限性。本章综合采用催化和复合的方法,通过高能球磨制备了ZrCoH3催化的Li-Mg-N-H/LiBH4复合储氢材料,该材料的动力学性能显著提高,其在150。C、0.1MPa H2下前100分钟的放氢量从3.05wt%增加到3.6wt%。优化复合材料的制备工艺可使其动力学性能进一步提高,在150℃、8MPa H2下10分钟即可吸氢5.2wt%,150℃、0.1MPaH2下,前100分钟的放氢量为4.2wt%,可逆放氢量达4.6 wt%。ZrCoH3催化的Li-Mg-N-H/LiBH4储氢材料具有较低的放氢反应活化能Ea和较高速率常数k,优化制备工艺可进一步降低E。、提高k。红外分析表明,ZrCoH3催化的复合材料中NH2-的红外吸收峰进一步向低频偏移,即N-H的键能减小,这将促进NH2-中H质子的释放,从而有助于改善体系的放氢动力学。物相和微观结构分析表明,优化复合材料的制备工艺使体系颗粒尺寸减小,分散更加均匀,且催化剂粒子ZrCoH3更加细小、弥散,这为扩散传质和放氢反应的形核提供有利的条件,从而增强动力学。