在众多轻质储氢材料中,LiBH₄因其出众的储氢特性而受到广泛关注,所具备的较高的质量储氢密度和体积储氢密度,是储氢材料的研究中最为重要的基本条件。然而,热力学性质稳定、吸放氢条件苛刻、动力学缓慢等不足严重阻碍LiBH₄的应用发展。本文选取催化剂掺杂的纳米多孔碳复合材料作为添加剂,以LiBH₄作为储氢基体,采用浸渍和球磨方法分别制备了LiBH₄@CNCs,LiBH₄-MnF₂@CNCs,LiBH₄-MgO@C及LiBH₄-MgF₂@C等一系列复合储氢材料,并研究了复合储氢材料的结构和储氢性能。模板碳化法制备得到了具有介孔结构的碳纳米笼及其载有催化剂的衍生物。通过浸渍法得到的LiBH₄@CNCs复合储氢材料具有良好的吸放氢性能和循环寿命,其放氢峰值温度为310?C,较纯LiBH₄降低了180?C,循环吸氢量为3.07 wt.%,活化能降低至113.5 kJ/mol。而经过高能球磨的方法得到的LiBH₄-MnF₂@CNCs复合储氢材料则具有非常优异的放氢性能,其放氢峰值温度约为290?C,且在该温度放氢速率极快,每分钟能够放氢5 wt.%,其活化能约为109 kJ/mol,比纯LiBH₄降低了80.4kJ/mol,甚至比LiBH₄@CNCs复合储氢材料的活化能还低。在300?C时,放氢速率为同样条件下纯LiBH₄的14.2倍。通过高温碳化柠檬酸镁的方法得到的MgO@C和MgF₂@C纳米多孔碳复合材料,呈现出具有众多表面缺陷的薄层结构,能够很好的分散催化剂并使其与储氢基体充分接触。因此,LiBH₄-MgO@C和LiBH₄-MgF₂@C复合储氢材料表现出了更加优异的放氢性能。复合储氢材料LiBH₄-MgO@C初始放氢温度较纯LiBH₄降低了50?C,且在温度达到500?C时能够放出5.0 wt.%的氢气,比纯LiBH₄多了40%。而LiBH₄-MgF₂@C能够在75?C左右就放出少量的氢气,开始大量放氢的温度约为250?C,比LiBH₄纯降低了100?C,且在该温度能够放出其储氢量的89%。在350?C时,LiBH₄-MgO@C和LiBH₄-MgF₂@C复合储氢材料的放氢速率分别为同样条件下纯LiBH₄的4.1倍和4.5倍。