[發(fā)明專利]吸氫復(fù)合成型體及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00802663.7
• 申請(qǐng)日: 2000-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1336856A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中野瑞;浜谷典明;島聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B22F3/00
• 分類號(hào): B22F3/00;C08L83/04;C08J5/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 段承恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的涉及一種包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體以及一種制備所述成型體的方法，而且，更特別地，涉及一種包含吸氫材料和有機(jī)硅樹(shù)脂粘結(jié)劑的吸氫復(fù)合成型體，所述成型體當(dāng)長(zhǎng)期重復(fù)進(jìn)行氫的吸附和脫附時(shí)其粒子尺寸不會(huì)減小或轉(zhuǎn)變，并且還涉及所述復(fù)合成型體的制備方法。

背景技術(shù)

吸氫合金已逐漸被用作氫的分離或提純材料、催化劑、傳感器等，以及用于固定儲(chǔ)罐的吸氫材料，燃料電池和以氫為燃料的汽車的氫源，以及在利用氫吸附和脫附時(shí)的吸熱和放熱特性的儲(chǔ)熱系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換材料，等等。

在許多的用途中，吸氫合金均以粒子直徑為毫米級(jí)或者毫米以下的粉末的形式填充在容器中。然而，這樣使用會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題。其本的問(wèn)題是吸氫合金當(dāng)其吸附或脫附氫時(shí)會(huì)發(fā)生至多達(dá)30％的膨脹或收縮。由此引起的應(yīng)力會(huì)增大合金的粒子尺寸的減小程度。粒子尺寸減小的同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)一些麻煩，并且會(huì)成為吸氫合金得到實(shí)際應(yīng)用的主要障礙。所述麻煩包括合金體積膨脹所引起的容器破壞，連接在所述容量上的過(guò)濾器的堵塞，以及由導(dǎo)熱性下降所引起的氫的吸附或脫附能力下降。而且，當(dāng)吸氫合金作為燃料電池汽車或者以氫為燃料的汽車等的氫源使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由于行駛期間的振動(dòng)，吸氫合金在罐底部積聚的問(wèn)題。

出于這些原因，要求開(kāi)發(fā)一種甚至當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)進(jìn)行氫的吸附和脫附時(shí)也不會(huì)引起粒子尺寸下降的吸氫成型體。

日本專利公報(bào)(JP-B)58-20881/1983，日本專利臨時(shí)公開(kāi)(JP-A)57-145001/1982，日本專利臨時(shí)公開(kāi)(JP-A)8-11241/1996等均提出了采用吸氫合金的吸氫成型體。盡管所有這些專利公開(kāi)均是采用合成樹(shù)脂的技術(shù)，但仍存在一些問(wèn)題，例如難以處理或者氫的吸附和脫附速度下降。

特別地，日本專利臨時(shí)公開(kāi)(J-A)8-11241/1996公開(kāi)了使用碳氟樹(shù)脂。然而，使用這種碳氟樹(shù)脂的成型體存在著作為吸附材料其彈性較差以及由于氣體傳輸性能差而導(dǎo)致氣體釋放速度慢的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題并且涉及一種包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體，以及制備所述成型體的方法，所述成型體具有優(yōu)異的耐熱性、耐氣侯性，成型性和加工性，并且甚至當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)進(jìn)行氫的吸附和脫附時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)粒子尺寸的減少或者吸氫合金的粉化，而且還具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。

在本發(fā)明中包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體的特征在于：考慮到氫的吸附和脫附，吸氫材料采用有機(jī)硅粘結(jié)劑一起使用。而且，所述吸氫復(fù)合成型體優(yōu)選在所述成型體中含有0.5-50％(重量)的有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，有機(jī)硅樹(shù)脂用作粘結(jié)劑。

根據(jù)本發(fā)明的制備包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體的方法，所述吸氫材料的制備過(guò)程為：壓制成型，在有機(jī)硅樹(shù)脂溶液或者分散液體中浸漬，以及固化；或者吸氫合金粉末與有機(jī)硅樹(shù)脂，或有機(jī)硅樹(shù)脂溶液或分散液混合，以及對(duì)所獲得的混合物進(jìn)行模塑和固化。

根據(jù)本發(fā)明的制備包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體的方法，有可能制備出任何形狀例如角形、柱形、圓盤(pán)形、管狀或者薄膜狀的吸氫復(fù)合成型體。

本發(fā)明的成型體具有成型體本身能吸附和脫附氫的能力。

由于本發(fā)明的吸氫復(fù)合成型體包含彈性優(yōu)異的有機(jī)硅樹(shù)脂粘結(jié)劑，因此，氫的吸附和脫附即使在粘結(jié)劑量較少的區(qū)域也不會(huì)引起成型體的粉化或轉(zhuǎn)變。而且，由于有機(jī)硅樹(shù)脂的氣體滲透性優(yōu)異，結(jié)果，所述成型體的吸氫速度和吸氫量與吸氫材料本身幾乎相同。

由于有機(jī)硅樹(shù)脂在-70℃至250℃的寬溫度范圍均具有穩(wěn)定的橡膠彈性，因此，即使在低溫，例如極冷環(huán)境下也能防止發(fā)生吸氫材料的粉化、轉(zhuǎn)變等，而且，還能夠在高溫下進(jìn)行吸附和脫附氫。因此，能夠提供脫附效率高的吸氫復(fù)合成型體。

另外，根據(jù)本發(fā)明，任何希望形狀的吸氫復(fù)合成型體都能通過(guò)模塑如模壓或擠壓成型獲得，而且，由于其自身具有橡膠彈性，重復(fù)進(jìn)行氫的吸附和脫附也不發(fā)生粉化或轉(zhuǎn)變。此外，還能夠進(jìn)行較高溫度下的氫的吸附和脫附，結(jié)果，可適應(yīng)于設(shè)備設(shè)計(jì)的范圍得以拓寬。

附圖說(shuō)明

圖1示出了實(shí)施例1的吸氫成型體的PCT特征曲線。

實(shí)施本發(fā)明的最佳模式

將詳細(xì)介紹本發(fā)明的包含有機(jī)硅樹(shù)脂的吸氫復(fù)合成型體及其制備方法的實(shí)施方案。

本發(fā)明采用的吸氫材料優(yōu)選選自于金屬、碳材料及合金，所述每種材料均具有吸氫能力。碳材料包括納米管(碳納米管)、富勒烯(碳60)、石墨和納米纖維。