通过将碳替代到二硼化镁的层结构中，显著提升了其氢化反应的动力学性能

《Journal of Materials Chemistry A》：Enhanced hydrogenation kinetics of magnesium diboride through carbon substitution into the boride layers

石墨烯添加剂使MgB?氢化动力学显著提升，通过同步辐射X射线衍射和 neutron diffraction发现晶格a参数减小约0.8%而c参数不变，导致c/a比值升高，证实碳取代是提升活性的关键机制，且球磨与直接合成材料均转化为Mg(BH?)?。

　　

最近的研究发现，通过添加石墨烯改性后，MgB?的氢化反应动力学显著增强，这为将其开发成实用的氢储存材料迈出了重要一步。为了深入理解这种改性材料的动力学活化机制，研究人员对其进行了扫描电子显微镜（SEM）观察、同步辐射X射线衍射、中子衍射分析以及高压氢化实验。对机械研磨后的MgB?/石墨烯复合材料的SEM分析显示，其晶粒尺寸没有减小，因此动力学性能的提升不能归因于表面积的增加。通过对直接合成的Mg1+x/2B2-xCx和未掺杂的MgB?的同步辐射X射线衍射数据进行Rietveld精修，得到a晶格参数（a = 3.05915(8) ?）比未掺杂材料（a = 3.08158(5) ?）小约0.8%，而c晶格参数保持不变。粉末中子衍射的精修结果也表明，无论是通过球磨还是直接合成制备的材料，其a晶格参数均有所减小（约为3.0476(7) ?，而未掺杂材料的a晶格参数为3.0758(2) ?），c晶格参数则保持不变。这些材料中c/a比值的显著增加表明，使用石墨烯对MgB?进行机械研磨是一种制备Mg1+x/2B2-xCx的新方法。这一结论得到了进一步的支持：在相同的氢化条件下，这两种材料均主要转化为Mg(BH4)2，而机械研磨后的材料也表现出相同的氢化行为，这证实了碳原子替代MgB?晶格与氢化动力学增强之间的关联。