氢能作为一种高效的能源载体，是能源危机与环境污染等问题的理想解决办法。轻金属配位氢化物由于具有较高的储氢密度，因此成为储氢材料的研究热点之一，其中LiBH4具有高达18.3 wt%的质量储氢密度和121 kg H2/m3的体积储氢密度，但由于其较差的热力学、动力学性能以及苛刻的吸氢条件，难以在实际领域中应用。本文在综述国内外LiBH4储氢材料研究进展的基础上，以LiBH4为基础，通过纳米限域与催化掺杂、反应失稳等方法复合改性，对其储氢性能及机理进行了系统的研究。　　本研究主要内容包括：⑴以活性炭作为基体，采用熔融法获得了LiBH4-AC纳米限域体系。研究结果表明，其初始放氢温度为170℃，最终在400℃时的放氢量可以达到12.21 wt%。体系的吸放氢动力学性能也有明显的改善。这些性能的改善是纳米限域作用的结果，而纳米限域改性并没有改变LiBH4-AC样品的脱氢反应路径。性能改善的原因是纳米限域使得LiBH4进入活性炭的孔隙之中，形成纳米级别的颗粒，防止产物 B在循环过程中的团聚，同时还增大样品的比表面积，缩短原子扩散距离，使可逆反应更容易的进行。⑵通过对纳米限域样品制备过程中的球磨条件进行研究，结果表明，当球磨转速固定为500 rpm时，活性炭基体的微观结构在球磨过程中会不断被破坏，球磨时间越长破坏的就越明显。当球磨时间固定1h时，基体中的孔隙率确实随着球磨时间的增加而不断减少，比表面积也在相应减少，微观结构的改变就越大。对于LiBH4-AC样品，100 rpm&1 h为最佳球磨条件，在这个条件下，样品在250℃开始脱氢，脱氢速率在300℃开始逐渐加快，最终在500℃时的脱氢量是12.59 wt%。当球磨转速为500 rpm，球磨时间长于1 h时，会导致样品中的活性炭基体的活化，与LiBH4发生反应，生成LiC的新物相，这种物质的生成不利于样品的循环吸氢。⑶在LiBH4-AC纳米限域样品中进一步添加CeF3作为催化剂。添加CeF3催化剂后会使样品的脱氢温度降低，同时可以改变 LiBH4的脱氢反应路径，样品在反应的过程中生成 LiF和CeH2-3两种产物。CeF3还可以改善样品的动力学性能。性能改善的原因是CeH2-3以小颗粒的形式均匀的分布在样品的表面上，它可以作为 H原子扩散的通道，加快样品的反应速率。该样品在经过三次吸氢后在500℃下可以保持＞75%的循环脱氢量，其循环性能要高于LiBH4-AC纳米限域样品。⑷在LiBH4-AC纳米限域样品中添加 NbF5作为催化剂。将NbF5作为催化剂加入 LiBH4-AC样品，其主要放氢温度区间为200-370℃，在370℃时的放氢量可以达到11.87 wt%，在加热到500℃时，脱氢量可以达到12.56 wt%。NbF5催化剂与LiBH4在制备过程中发生反应，其产物NbH会附着在样品的表面，形成一层氢原子的扩散通道，便于氢原子的扩散；同时又可以抑制LiBH4团聚长大。样品在3个吸放氢循环内的脱氢量分别为80.2%、73.5%以及68.6%，循环之后的脱氢量衰退较快。该样品在吸氢过程中还生成部分的Li2B12H12，导致在循环过程中脱氢量的下降。⑸采用LiAlH4对 LiBH4-AC纳米限域样品进行改性。2LiBH4-LiAlH4-AC放氢过程分为两步，分别是由 LiBH4和 LiAlH4分别脱氢所导致的。与2LiBH4-LiAlH4样品相比两个脱氢步骤的脱氢温度都有所降低。样品在加热过程中出现 AlB2物相，是由LiAlH4的分解产物Al可以与LiBH4发生反应，该相的生成使得LiBH4分解反应焓变显著降低，有利于样品的脱氢反应进行。由于LiBH4的脱氢反应路径改变，样品的动力学是由原来的氢原子扩散速率控制变为由反应物的浓度控制。样品在吸氢过程中只有LiBH4可以吸氢，而LiAlH4无法吸氢。⑹采用反应失稳法和催化剂添加相结合的方式，对LiBH4-AC纳米限域样品进行改性。2LiBH4-LiAlH4-AC-5wt%NbF5样品的脱氢步骤仍然分为两步，分别对应 LiBH4和 LiAlH4的脱氢。与未添加催化剂的样品相比，第一步放氢反应的温度保持一致，而第二步放氢反应的温度有所降低。样品在加热过程中出现AlB2物相，改变了样品的脱氢反应路径。添加NbF5之后样品的放氢动力学行为由一级反应模型变为D4模型（即三维扩散模型）。NbH会附着在样品的表面，防止氢化物颗粒的团聚长大。由于 LiBH4和 LiAlH4的颗粒尺寸更小，它们之间的接触更充分，使得反应物浓度不再是其动力学控制因素。NbF5催化剂对 LiBH4的动力学性能有一定的改性效果。三个循环的脱氢量分别为5.44 wt%、5.20 wt%和5.03wt%，循环脱氢量可以保持在初始脱氢量的70%以上，与未添加NbF5催化剂的样品相比有一定的提升。NbF5添加后样品在吸氢过程中易形成Li2B12H12中间相。