[發(fā)明專利]一種鋁基復(fù)合制氫材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210825.2
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102408096A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐芬;蘭曉芬;孫立賢;茹慧瑛;孟新;王彩蘊;焦慶祝
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧師范大學(xué)
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 賈漢生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種快速產(chǎn)氫的鋁基復(fù)合制氫材料的成分與制備方法。

背景技術(shù)

目前環(huán)境污染日益嚴重，人們對能源的需求量也越來越大，然而不可再生資源的量是有限的，從長遠利益考慮，我們面臨的問題是如何解決環(huán)境問題、如何解決未來的能源問題。通過大量研究表明：氫氣是未來最有潛力的能源之

利用氫能，制備氫氣至關(guān)重要。文獻報道，目前市場上使用的氫氣95％來源于化學(xué)制氫，如：天然氣、煤氣重整制氫，其原料仍使用的是化石燃料。而全球正面臨著化石燃料的能源危機及其使用所帶來的環(huán)境污染。近些年來，金屬制氫引起了人們的廣泛關(guān)注。在已報道的Mg、Zn和Al的制氫研究中，鋁或鋁基復(fù)合材料被認為是目前較好的一種制氫材料，尤其是對于移動制氫。因為鋁資源豐富、價格便宜、易存儲、質(zhì)輕而且產(chǎn)氫量高；而用水做氫源，資源豐富、清潔無污染，并且含氫量高；其次鋁與水的反應(yīng)產(chǎn)物是鋁的氧化物、氫氧化物等，無毒，易處理，可循環(huán)利用。

但鋁表面易形成一層致密的氧化膜，阻止其與水反應(yīng)，為克服這一致命問題，各國學(xué)者做了很多研究，如Kaname等人^[1]研究了將金屬鋁溶于水產(chǎn)生氫氣的方法，在反應(yīng)前先將一定尺寸的鋁板進行汞齊化處理，使鋁上附上一層薄薄的汞膜，然后將鋁板置于不同溫度的水中進行反應(yīng)。1988年Kolbenev等人^[2]與2005年Kravchenko等人^[3]發(fā)現(xiàn)鋁合金中加入一些低熔點金屬有助于提高鋁合金的活性，合金可以與75-82℃的熱水反應(yīng)。2009年，Parmuzina等人^[4]用機械球磨法制成85％Al-Ca-In/Sn/Zn合金，并且使其與不同溫度的水反應(yīng)。2010年，Mahmoodi等人^[5]用機械球磨法制備了Al-NaCl-Si/C(石墨)/Bi合金，并且使其與不同溫度的水反應(yīng)。

本研究組近些年在研制制氫材料方面也做了大量的工作。研究了鋁鉍、鋁錫、鋁銦、鋁汞系列合金水解制氫。從目前有關(guān)鋁與水反應(yīng)制氫技術(shù)的研究報道來看，經(jīng)過對鋁進行改造，可實現(xiàn)其產(chǎn)氫率接近100％，但其最大產(chǎn)氫速率還較低，目前文獻中報道的最大產(chǎn)氫速率為936^[6]、1380ml/g.min^[7](均低于1500ml/g.min)。對于為移動氫源供氫氣來說，提高產(chǎn)氫速率是一項重要指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，提高鋁水反應(yīng)的產(chǎn)氫速率，本發(fā)明提供了一種新型的快速產(chǎn)氫的鋁基復(fù)合制氫材料，其最大產(chǎn)氫速率可達到2000ml/g.min以上。

本發(fā)明涉及一種鋁基復(fù)合制氫材料的制備方法，其具體操作步驟如下：

a.稱取原料；

所述原料的成分和質(zhì)量百分含量為：

鋁??????????60～95w％

二氯化錫????1～40w％

添加劑??????0～10w％

所述添加劑為金屬、堿金屬和過渡金屬元素中的一種單質(zhì)；

b.在氬氣保護下，向球磨罐中，按質(zhì)量比為30～60∶1的比例裝入原料和鋼球；

c.設(shè)置球磨轉(zhuǎn)速為450r/min，球磨時間為1～4h。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的球磨時間為3h。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的鋼球和原料的質(zhì)量比為60∶1。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的原料為鋁和二氯化錫按78w％∶22w％的比例混合。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的原料為鋁、二氯化錫和添加劑按78w％∶17w％∶5w％的比例混合。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的添加劑為下述的一種：鎂、鈦、鉍、鎘、鋅。

對于上述用球磨法制備鋁基復(fù)合制氫材料的方法中，優(yōu)選的添加劑為鉍。

本發(fā)明另一方面的目的是通過上述方法制備出一種鋁基復(fù)合制氫材料，本方法制備的鋁基復(fù)合制氫材料保存在氬氣環(huán)境中，能夠保持其活性。