一種改善硼氫化鋰放氫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氫氣儲(chǔ)存技術(shù)及材料改性領(lǐng)域，具體涉及一種改善硼氫化鋰放氫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)的加劇，氫能受到普遍重視。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源，被視為二十一世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉矗侨祟?lèi)戰(zhàn)略能源的發(fā)展方向。氫能利用主要包括氫的廉價(jià)制取、安全高效儲(chǔ)運(yùn)和規(guī)模應(yīng)用。氫氣作為一種高效能源至今沒(méi)有商業(yè)化，根本的制約在于氫氣大容量?jī)?chǔ)運(yùn)問(wèn)題沒(méi)有解決。傳統(tǒng)的儲(chǔ)氫方式主要是物理法儲(chǔ)氫，采用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫。這兩種儲(chǔ)氫方式簡(jiǎn)單易行，但是能耗高，儲(chǔ)氫量小，且儲(chǔ)運(yùn)具有潛在的危險(xiǎn)性，因此研究和發(fā)展新型的化學(xué)法儲(chǔ)氫技術(shù)極其必要。
[0003]化學(xué)儲(chǔ)氫材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)變化生成含氫化合物，儲(chǔ)氫密度遠(yuǎn)大于高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫，且安全性好，是未來(lái)儲(chǔ)氫材料發(fā)展的重點(diǎn)。輕金屬配位硼氫化物是頗具代表性的新型高容量?jī)?chǔ)氫材料，如硼氫化鋰(18.4wt%)、硼氫化鈣(11.4wt%)等。由于組成元素原子間的強(qiáng)鍵合作用及高取向性，輕金屬硼氫化物放氫反應(yīng)通常面臨著嚴(yán)重的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。如何通過(guò)調(diào)整材料成分、結(jié)構(gòu)來(lái)改善硼氫化物在溫和溫度條件下的放氫性能成為該領(lǐng)域研究的共性關(guān)鍵課題。
[0004]納米結(jié)構(gòu)材料通常表現(xiàn)出與體相材料不同的物理行為。減小氫化物的顆粒尺寸至納米量級(jí)，將顯著增大比表面能、縮短擴(kuò)散/傳質(zhì)距離、提高形核激活能及相界面接觸，從而顯著改善材料體系的放氫性能。大量研究表明，采用納米材料為結(jié)構(gòu)指示劑支撐儲(chǔ)氫材料可顯著改善材料的放氫動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)性能。利用碳纖納米維陣列作為結(jié)構(gòu)指示劑承載硼氫化鋰，可明顯改善硼氫化鋰放氫性能，使其放氫溫度從300°C降低至60°C，并且在300°C時(shí)放出不低于10wt%的氫氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種改善硼氫化鋰放氫的方法，使其放氫溫度降低至60°C，并且在300°C時(shí)放出不低于10wt%的氫氣。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種改善硼氫化鋰放氫的方法，包括如下步驟:將硼氫化鋰固體粉末在10 — 40°C的無(wú)水醚液中攪拌至完全溶解，得到溶液A，將溶液A均勻滴加至碳纖維陣列，得到產(chǎn)物B，在20— 90°C下，將產(chǎn)物B中的溶劑用真空抽干，即得到碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。
[0007]所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其醚液為乙醚、丙醚或丁醚。
[0008]所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，每50mg硼氫化鋰對(duì)應(yīng)醚液的加入量為
10— 20mLo
[0009]所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其碳纖維陣列中碳纖維的平均直徑為50—200nm，平均長(zhǎng)度為I一5mm0
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:能顯著改善硼氫化鋰放氫性能，使其放氫溫度從300°C降低至60°C，并且在300°C時(shí)放出不低于10wt%的氫氣；而且改善硼氫化鋰放氫方法的工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；成本適中。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中碳纖維陣列承載硼氫化鋰的SEM照片；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中碳纖維陣列承載硼氫化鋰的熱分解氫質(zhì)譜曲線；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中碳纖維陣列承載硼氫化鋰與純硼氫化鋰的放氫對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例1
將75mg硼氫化鋰固體粉末在20°C、15mL無(wú)水乙醚中攪拌至完全溶解。
[0014]將上述硼氫化鋰的乙醚溶液均勻滴加在平均直徑為90nm、平均長(zhǎng)度為3mm的碳纖維陣列上。
[0015]在40°C下，將乙醚用真空抽干，即得到所述碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。
[0016]碳纖維陣列承載硼氫化鋰的SEM照片如圖1所示。
[0017]碳纖維陣列承載硼氫化鋰的熱分解氫質(zhì)譜曲線如圖2所示，其中升溫速度為5攝氏度/分鐘。
[0018]碳纖維陣列承載硼氫化鋰與純硼氫化鋰的放氫對(duì)比曲線如圖3所示，其中升溫速度為5攝氏度/分鐘。
[0019]實(shí)施例2
將50mg硼氫化鋰固體粉末在40°C、12mL無(wú)水丙醚中攪拌至完全溶解。
[0020]將上述硼氫化鋰的丙醚溶液均勻滴加在平均直徑為130nm、平均長(zhǎng)度為1.5mm的碳纖維陣列上。
[0021]在90°C下，將丙醚用真空抽干，即得到所述碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。
[0022]實(shí)施例3
將50mg硼氫化鋰固體粉末在10°C、20mL無(wú)水丙醚中攪拌至完全溶解。
[0023]將上述硼氫化鋰的丁醚溶液均勻滴加在平均直徑為200nm、平均長(zhǎng)度為5mm的碳纖維陣列上；
在20°C下，將丁醚用真空抽干，即得到所述碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。
[0024]實(shí)施例4
將50mg硼氫化鋰固體粉末在10°C、20mL無(wú)水丙醚中攪拌至完全溶解。
[0025]將上述硼氫化鋰的丁醚溶液均勻滴加在平均直徑為50nm、平均長(zhǎng)度為Imm的碳纖維陣列上。
[0026]在20°C下，將丁醚用真空抽干，即得到所述碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。
[0027]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其特征在于:包括如下步驟a)、將硼氫化鋰固體粉末在10— 40°C的無(wú)水醚液中攪拌至完全溶解，得到溶液A ; b)、將溶液A均勻滴加至碳纖維陣列，得到產(chǎn)物B; C)、在20— 90°C下，將產(chǎn)物B中的溶劑用真空抽干，即得到碳纖維陣列承載的硼氫化鋰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其特征在于，所述的醚液為乙醚、丙醚或丁醚。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其特征在于，所述每50mg硼氫化鋰對(duì)應(yīng)醚液的加入量為10 — 20mL。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改善硼氫化鋰放氫的方法，其特征在于，所述的碳纖維陣列中碳纖維的平均直徑為50— 200nm，平均長(zhǎng)度為I一 5mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善硼氫化鋰放氫的方法，包括如下步驟：將硼氫化鋰固體粉末在10—40℃的無(wú)水醚液中攪拌至完全溶解，得到溶液A，將溶液A均勻滴加至碳纖維陣列，得到產(chǎn)物B，在20—90℃下，將產(chǎn)物B中的溶劑用真空抽干，即得到碳纖維陣列承載的硼氫化鋰；本發(fā)明方法能顯著改善硼氫化鋰放氫性能，使其放氫溫度從300℃降低至60℃，并且在300℃時(shí)放出不低于10wt%的氫氣，而且改善硼氫化鋰放氫方法的工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，成本適中。
【IPC分類(lèi)】C01B3/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105060246
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510553439
【發(fā)明人】唐子威, 吳飛, 袁斌, 管道安
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所, 湖北長(zhǎng)海新能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日