專利名稱：高容量多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高容量多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法，屬于儲(chǔ)氫材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬合金儲(chǔ)氫與含碳材料、金屬有機(jī)骨架(MOF)等儲(chǔ)氫材料相比，其儲(chǔ)氫容量相對(duì)較低，在作為儲(chǔ)氫材料方面處于劣勢(shì)；但是金屬合金具有可逆反應(yīng)的溫度、吸/放氫平臺(tái)適中，循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，而且作為儲(chǔ)氫材料和Ni-MH電池的負(fù)極材料已應(yīng)用生產(chǎn)之中。 因此，為了提高合金的競(jìng)爭(zhēng)能力，改善合金總的吸/放氫容量非常必要?，F(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的提高金屬合金吸/放氫容量的專利文獻(xiàn)主要是通過(guò)合金組分的優(yōu)化如(CN02111381. 5、 CN201010207982. 3、CN 101629255 等)、表面改性(CN101728527、CN 101826619A、 CN101078095 等)、與其他儲(chǔ)氫材料復(fù)合(CN101740767A、CN101457321、CN101307405)等方式。物理吸附儲(chǔ)氫是通過(guò)孔隙對(duì)氫的吸附以達(dá)到儲(chǔ)氫的目的。由于其能儲(chǔ)存大量的氫，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。然而，在公開(kāi)的文獻(xiàn)中，尚未發(fā)現(xiàn)利用金屬氫化物儲(chǔ)氫和通過(guò)孔的吸附共同儲(chǔ)氫的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高容量多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法，該方法提高了總的儲(chǔ)氫容量，而且制備過(guò)程簡(jiǎn)單。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種高容量多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法，包括以下具體步驟(1)將合金 LaNi5、La0.8Mg0.2Ni,8> Zra9Tiai(Mna35Nia50Vai5)2 中的任意一種與以下造孔劑尿素、草酸、碳銨、氯化鈉、氫氧化鋰中的任意一種按照(1 幻100質(zhì)量比混合、 壓成塊體；(2)在真空條件下，將塊體在100 400°C的溫度下進(jìn)行熱處理；或者將塊體浸入氫氧化鉀溶液中，除掉造孔劑，即可得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品。本發(fā)明取得的有益效果如下通過(guò)金屬氫化物儲(chǔ)氫和物理儲(chǔ)氫的共同作用，本發(fā)明中制備的多孔金屬塊體儲(chǔ)氫材料的容量(如LaNi5多孔塊體材料，1. 74% )明顯高于相應(yīng)儲(chǔ)氫材料的理論儲(chǔ)氫容量(LaNi5,1. 5 1. 6% )，突破了常規(guī)研究金屬合金儲(chǔ)氫材料的框架，對(duì)新型儲(chǔ)氫材料的研究及合金的應(yīng)用探索起到一定的作用。


圖1為實(shí)施例1中LaNi5多孔合金塊體的掃描電鏡圖。圖2為實(shí)施例1中LaNi5多孔合金塊體的比表面結(jié)果。圖3為實(shí)施例1中LaNi5多孔合金塊體的吸氫測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式以下具體實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1(1)將LaNi5合金與草酸按照(1 幻100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)在真空條件下，于100°C的溫度下進(jìn)行熱處理，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)將處理后的多孔金屬合金塊體材料進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征和比表面分析， 結(jié)果如圖1和圖2所示。由圖可知經(jīng)過(guò)熱處理后，合金的表面出現(xiàn)孔徑大的孔洞/孔隙； 其相應(yīng)的比表面積測(cè)試結(jié)果表明，在-196°C，多孔金屬合金塊體中能吸附大量的氮?dú)?，也表明材料中具有一定量能吸附氣體的孔洞/孔隙。將多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的儲(chǔ)氫容量為1. 7#t%，較LaNi5的儲(chǔ)氫容量高約0. HWt%。實(shí)施例2(1)將Liia8M^2Niu合金與尿素按照(1 5) 100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)在真空條件下，于400°C的溫度下進(jìn)行熱處理，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的儲(chǔ)氫容量為1. 78wt%。實(shí)施例3(1)將^V9Tiai (Mna35Nia5aVai5)2與碳銨按照(1 5) 100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)在真空條件下，于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的儲(chǔ)氫容量為2. 0wt%。實(shí)施例4(1)將Liiai^a2Nii8合金與氯化鈉按照(1 5) 100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)將塊體浸入6M氫氧化鉀溶液中，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的儲(chǔ)氫容量為1. 73wt%。實(shí)施例5(1)將IAl8M^2Niu與氫氧化鋰按照(1 幻100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)將塊體浸入6M氫氧化鉀溶液中，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的吸氫容量為1. 72wt%。實(shí)施例6(1)將LaNi5合金與碳銨按照(1 幻100的質(zhì)量比混合、壓成塊體；(2)將塊體在真空條件下，于100°C的溫度下進(jìn)行熱處理，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品；(3)多孔金屬合金塊體材料在70°C進(jìn)行吸氫測(cè)試，所測(cè)的儲(chǔ)氫容量為1. 78wt%。
權(quán)利要求
1. 一種高容量多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法，包括以下步驟 ⑴將合金 LaNi5、La0.8Mg0.2Ni3.8> Zra9Tiai(Mna35Nia5QVai5)2 中的任意一種與以下造孔劑尿素、草酸、碳銨、氯化鈉、氫氧化鋰中的任意一種按照質(zhì)量比為(1 幻100的比例混合、壓成塊體；(2)在真空條件下，將塊體在100 400°C的溫度進(jìn)行熱處理；或者將塊體浸入氫氧化鉀溶液中，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔金屬合金塊體儲(chǔ)氫材料的制備方法。將合金與造孔劑按照一定比例混合均勻、壓成塊體，然后經(jīng)過(guò)熱處理或浸入氫氧化鉀溶液中，除掉造孔劑，得到多孔金屬合金儲(chǔ)氫材料。本發(fā)明通過(guò)以易分解的物質(zhì)和易溶解的物質(zhì)為造孔劑，制備的多孔金屬塊體合金在低于100℃的條件下的總儲(chǔ)氫容量為1.7～2.0wt％。
文檔編號(hào)C22C1/08GK102181682SQ20111009285
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者侯登錄, 劉增彥, 柴玉俊, 王寧, 閆小龍 申請(qǐng)人:河北師范大學(xué)