纳米限域效应

纳米限域效应（nanoconfinement effect），工学-材料科学与工程-能源材料-[新能源材料]-储氢材料，将材料填充到纳米孔道里，利用材料和纳米孔道的相互作用，促进反应的效应。纳米限域逐渐发展成为改善储氢材料热力学和动力学的新方法。纳米尺寸效应使材料具有新的性能，因此低维和纳米结构储氢材料的研究受到高度重视。研究表明，材料的物理化学性能与其形态和尺寸有着密切的关系，当材料晶粒尺寸小于20纳米时，材料的放氢温度将显著降低，吸/放氢动力学性能及可逆性也会明显改善。这是因为氢及轻金属元素在纳米尺寸结构的扩散距离越短，使氢吸脱附的净反应速率越快。除了纳米材料的尺寸效应外，纳米孔道限域对配位氢化物的动力学影响也受到广泛关注。纳米多孔材料具有一定数量相互贯通或封闭的多边形孔洞所构成的二维或三维网络结构，具有良好的尺寸效应和表面效应，为化学反应提供理想的微环境。利用纳米限制可以有效改善储氢材料热力学和动力学性质。其主要优点表现在以下三个方面：①增加了反应物的表面积；②缩短了氢扩散距离；③增加了晶粒的边界数量，从而有利于氢的释放和吸收，改善材料的吸/放氢动力学和热力学性能。