一種鎵鋁合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)催化制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體地是涉及一種鎵鋁合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著目前人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)的未來面臨著亟待解決的能源與環(huán)境問 題。氫能是高效清潔環(huán)保型新能源，在未來將在世界能源舞臺(tái)發(fā)揮重要作用。氫元素是自然 界存在最普遍的元素，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。氫具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如氫燃燒性能好， 點(diǎn)燃快，燃燒后的熱量高，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，3% - 97%范圍內(nèi)均可燃。而且 燃點(diǎn)高，燃燒速度快。氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氮化 氫外不會(huì)對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì)，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用如何高 效地將水轉(zhuǎn)化為氫已成為氫能源發(fā)展的重要方向。
[0003] 催化制氫合金技術(shù)近年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但困擾該領(lǐng)域的問題在于：1、催化 效率有待提高。2、因?yàn)樯⑾≡劓壍氖褂?，合金的成本較高，應(yīng)用受到阻礙。如專利公開號(hào) 為CN101497954A，發(fā)明名稱為"一種鋁鎵合金"的專利文獻(xiàn)中，其鋁的重量百分比為85-15%，鎵的重量百分比為15-85%。專利公開號(hào)為CN 104164604 A，發(fā)明名稱為"一種致密度 高摻鎵鋁合金"的專利文獻(xiàn)中，其公開了一種致密度高摻鎵鋁合金，包括下列重量份數(shù)的物 質(zhì):鎵粉35-46份，鋁粉31-40份，次磷酸鎂15-20份，硬脂酸鋅5-17份，甲基三乙氧基硅烷3-5 份，硼酸鋅5-11份，炭黑5-10份，氧化鋯13-18份，銅3-7份，氧化鈦15-19份，氧化銻21-30份。 其中鎵的使用量都較高，使得制備成本較高，難以滿足現(xiàn)在的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求。
[0004] 因此，本發(fā)明的發(fā)明人亟需構(gòu)思一種新技術(shù)以改善其問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種鎵鋁合金及其制備方法，其具有催化制氫效率高的優(yōu)點(diǎn)，且 比傳統(tǒng)鎵鋁合金用鎵量少，降低了催化制氫的生產(chǎn)成本。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 一種鎵鋁合金，包括:鋁的重量百分比為90-98%，鎵的重量百分比為1-8%，X元素 的重量百分比為0.1-3%，其中所述X元素為銅、鉛、鎳、鐵、鈷、鈉、鋰、硅、硒、鉬、銀、鍺、銻中 的一種或幾種。
[0008] 優(yōu)選地，還包括如下重量百分比的元素： 銦 0. 1-1%：；： 錫 α丨3%;:
[0009] 鋅 0. 1-3%； 鎂 0, 1 _3%。
[0010] -種鎵鋁合金的制備方法，包括如下步驟：
[0011] SI:將鋁和鎵放入容器中，同時(shí)加入銦、錫、X元素、鋅、鎂混合，于800-950°C的溫度 下，在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行熔化合成，其中所述X元素為銅、鉛、鎳、鐵、鈷、鈉、鋰、硅、硒、 鉑、銀、鍺、銻中的一種或幾種；
[0012] S2:對(duì)步驟S1獲得的合金進(jìn)行冷卻、鑄形處理；
[0013] S3:制成粉體多孔材料，脫除空氣封裝，獲得鎵鋁合金。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S1中各個(gè)元素所占的重量百分比為： 鋁 90-98% ; 鎵 1-麵 X 元素 0.1-3%;
[0015] 銦 0. l·-1%: 錫 0. 1-:3%: 鋅 0· 1-3%;
[0016] 鎂 0·卜3%。
[0017] 優(yōu)選地，還包括步驟S0:
[0018] 將純度為99.9%的鋁刨削成為鋁削，備用。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟S2具體包括：
[0020] 以每小時(shí)30-150 °C的速度逐步降低溫度使通過步驟S1獲得的合金冷卻，而后出爐 脫模。
[0021 ]優(yōu)選地，所述步驟S3中通過無氧制粉設(shè)備制成粉體多孔材料。
[0022] 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少包括如下有益效果：
[0023] 本發(fā)明所述的鎵鋁合金及其制備方法，在鎵鋁合金中摻入其它多種元素，將合金 化合后制成粉體多孔材料，加強(qiáng)其和水反應(yīng)的催化作用，使其和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，以達(dá)到催 化產(chǎn)生氫氣的作用。該種合金具有催化制氫效率高的優(yōu)點(diǎn)，且比傳統(tǒng)鎵鋁合金用鎵量少，大 幅降低了元素鎵的使用量，降低了催化制氫的生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0025] 一種鎵鋁合金，包括:鋁的重量百分比為90-98%，鎵的重量百分比為1-8%，X元素 的重量百分比為0.1-3%，其中所述X元素為銅、鉛、鎳、鐵、鈷、鈉、鋰、硅、硒、鉬、銀、鍺、銻中 的一種或幾種。
[0026] 優(yōu)選地，還包括如下重量百分比的元素： 銦 11-1%;
[0027] 錫 0. 1-3%; 鋅 0, 1-3%；
[0028] 鎂 0.1 -3%。
[0029] 具體地：
[0030] 實(shí)施例1:本實(shí)施例提供的鎵鋁合金，包括90%的鋁，1 %的鎵，0.5%的X元素，1 % 的銦，3%的錫，3%的鋅，1.5%的鎂，其中所述X元素為銅、鉛、鎳、鐵、鈷、鈉、鋰、硅、硒、鉑、 銀、錯(cuò)、鋪中的一種。
[0031] 本實(shí)施例還提供了一種鎵鋁合金的制備方法，包括如下步驟：
[0032] S0:將純度為99.9 %的鋁刨削成為鋁削，備用；
[0033] S1:按照上述重量份將鋁和鎵放入容器中，同時(shí)加入銦、錫、X元素、鋅、鎂混合，于 800°C的溫度下，在惰性氣體(優(yōu)選為氮?dú)猓┑谋Ｗo(hù)下進(jìn)行熔化合成，其中所述X元素為銅、 鉛、銀、鐵、鉆、納、裡、娃、砸、銷、銀、錯(cuò)、鋪中的一種；
[0034] S2:對(duì)步驟S1獲得的合金進(jìn)行冷卻、鑄形處理；具體地，以每小時(shí)30 °C的速度逐步 降低溫度使通過步驟S1獲得的合金冷卻，而后出爐脫模。
[0035] S3:通過無氧制粉設(shè)備制成粉體多孔材料，脫除空氣封裝，獲得鎵鋁合金。
[0036] 實(shí)施例2:本實(shí)施例提供的鎵鋁合金，包括91.5 %的鋁，8 %的鎵，0.1 %的X元素， 0.1 %的銦，0.1 %的錫，0.1 %的鋅，0.1 %的鎂，其中所述X元素為銅、鉛、鎳、鐵、鈷、鈉、鋰、 娃、硒、鉑、銀、鍺、鋪中的幾種，如優(yōu)選為銅、鉛、鎳三種，其中銅為0.03%，鉛為0.03%，鎳為 0.04% 〇
[0037] 本實(shí)施例還提供了一種鎵鋁合金的制備方法，包括如下步驟：
[0038] S0:將純度為99.9%的鋁刨削成為鋁削，備用；
[0039] S1:按照上述重量份將鋁和鎵放入容器中，