本文首先全面评述了国内外关于Mg基材料气态储氢性能的研究与开发的进展,并分析了目前存在的主要问题,特别是吸放氢温度较高和吸放氢反应速率较慢等问题。在此基础上,本文确定了以Mg-Ni-Cr三元合金为研究起点,逐步优化到Mg基多元合金并采用表面催化改性制备Mg基复合材料的研究思路,寻求改善Mg基储氢合金吸放氢动力学性能和降低氢化反应温度的有效途径。 对不同计量比Mg₂Ni_1xCr_x（x=0～0.30）合金的相结构及气态储氢性能研究表明,粉末烧结Mg₂Ni_1xCr_x合金为单一的Mg₂Ni相结构,固溶Cr使Mg₂Ni相的晶胞参数变大。高能球磨过程中由于Cr的加入引发结构的不稳定,使Mg₂Ni发生相分离,形成（Mg₂Ni-Ni）复相合金。在Mg₂Ni_0.8Cr_0.2三元合金的基础上,选取Ti替代Mg进一步研究了Mg_2-xTi_xNi_0.8Cr_0.2（x=0.05～0.20）四元合金的相结构和气态储氢性能,Ti元素的加入导致烧结后Mg_2-xTi_xNi_0.8Cr_0.2四元合金出现多相共存现象。Ti的加入有利于合金放氢动力学性能的提高。 采用纳米TiO₂和CoO/Al₂O₃复合氧化物分别对Mg₂Ni_0.8Cr_0.2合金进行表面催化改性,并分析了氧化物作为催化剂提高合金储氢性能的作用机理。添加纳米TiO2的Mg₂Ni_0.8Cr_0.2合金经球磨后,从Mg₂Ni相中析出的Ni与纳米TiO₂颗粒均匀分散在基体Mg₂Ni相表面。纳米TiO₂在Mg₂Ni_0.8Cr_0.2合金中的添加量为1.5wt%时综合储氢性能最好。根据不同温度下的P-C-T吸氢压力平台计算得出Mg₂Ni_0.8Cr_0.2-1.5wt%TiO₂复合材料氢化物的生成焓为-58kJ/mol H2,并且随着TiO₂含量增加,复合材料的吸氢压力平台升高。复相催化剂CoO/Al₂O₃含量在0.5wt.%～5.0wt.%中变化时,对Mg₂Ni_0.8Cr_0.2-CoO/Al₂O₃复合材料的相结构没有明显影响。复相催化剂CoO/Al₂O₃的添加有利于提高合金的吸放氢动力学性能,但随着添加量的增加,其最大吸氢量减少。 为了提高反应体系的综合储氢性能,在以上研究的基础上,选择Mg-Mg₂Ni_0.8Cr_0.2-TiO₂复相合金。分别改变纳米TiO₂颗粒和Mg₂Ni_0.8Cr_0.2合金的添加量系统研究了不同成分含量的复合材料的气态储氢性能。在Mg-15wt.%Mg₂Ni_0.8Cr_0.2-xwt.%TiO₂（x=0,0.5,1.5,2.5）复合材料中,当TiO₂颗粒添加量为1.5wt.%时,复合材料的综合储氢性能改善最为显著。在此基础上讨论了Mg-xwt.%Mg₂Ni_0.8Cr_0.2-1.5wt.%TiO₂(x=20,25,30,