[發(fā)明專利]一種固態(tài)儲氫材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310068706.7
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103145098A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭雪萍;劉勝林;鄧娟莉;鄭姣姣;馮鑫;肖果;劉敏;魯卓睿
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于儲氫材料領(lǐng)域，具體涉及一種新型儲氫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，但是，由于缺少方便有效的儲氫材料和儲氫技術(shù)，氫能的應(yīng)用長期以來受到了很大的阻礙。目前研究的儲氫材料主要有儲氫合金、配位氫化物、氨基化合物、有機液體、碳基材料和金屬有機框架材料(MOF)等。和儲氫合金相比，配位氫化物具有更高的儲氫量，例如，LiBH₄的儲氫量為18％，遠遠超出了儲氫合金例如AB₅、AB₂、A₂B以及V基固溶體儲氫合金的的儲氫量，這類儲氫材料存在的主要缺點是合成困難并且吸放氫動力學(xué)性能差。氨基化合物儲氫體系近年來得到了廣泛研究。該體系儲氫量高，使用條件相對溫和。但是這類材料的低溫下吸放氫動力學(xué)性能差、再吸氫溫度過高并且可逆性差。和傳統(tǒng)儲氫方法相比，有機液體儲氫在儲氫性能上，例如儲氫量、儲氫效率、儲存運輸、循環(huán)壽命等方面具有更明顯的優(yōu)勢，然而根據(jù)目前報道的結(jié)果顯示，這種材料的脫氫效率還很低。不同于以上幾種材料的是碳基材料和MOF材料，它們的儲氫方式屬于物理吸附儲料，這類材料因其儲氫安全、儲氫效率高等優(yōu)點得到了快速發(fā)展，目前存在的主要缺點是吸氫溫度比較低，在室溫條件下其吸氫量很少。雖然現(xiàn)在研究的儲氫材料種類繁多，各具優(yōu)點，但是根據(jù)美國能源部（Department?of?Energy，DOE）所提出的儲氫量≥6.5wt%、分解溫度為60-120℃、低成本和低毒的目標，迄今為止，還沒有一個體系能夠滿足所有的要求。因此，尋找性能更好的儲氫材料仍舊是目前研究的主要目標。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)儲氫材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種固態(tài)儲氫材料，該固態(tài)儲氫材料由NaBO₂、Co₃B和稀土氧化物組成，所述固態(tài)儲氫材料中Co₃B與稀土氧化物的質(zhì)量分數(shù)之和為20-40%。

所述Co₃B：稀土氧化物的質(zhì)量比為1:0.5-1.5。稀土氧化物的添加提高了儲氫體系的儲氫性能，但稀土氧化物與Co₃B的質(zhì)量比超過最大比例后，儲氫體系的儲氫性能會降低。

所述稀土氧化物為Y₂O₃或CeO₂。

上述固態(tài)儲氫材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將Co₃B與稀土氧化物按Co₃B：稀土氧化物的質(zhì)量比為1:0.5-1.5進行混合，得混合催化劑；

2）制備NaBH4堿性水溶液，NaBH₄堿性水溶液中NaBH₄的含量為NaBH₄與混合催化劑總質(zhì)量的50-60%，將混合催化劑與NaBH₄堿性水溶液混合后于25-30℃進行水解放氫反應(yīng)10-30分鐘得水解產(chǎn)物，將水解產(chǎn)物過濾后在15-30℃下干燥12-24小時得NaBO₂-Co₃B-稀土氧化物體系，即固態(tài)儲氫材料。

所述NaBH₄堿性水溶液的制備方法為：配制pH為12-13的NaOH水溶液，然后將NaBH₄溶解于NaOH水溶液中，NaBH₄的質(zhì)量分數(shù)為8-10%。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明所述固態(tài)儲氫材料的制備中所用儀器簡單、工藝過程簡單、易于控制，并且材料為硼氫化鈉水解產(chǎn)物，材料的成本低；本發(fā)明制備得到的固態(tài)儲氫材料可逆儲氫量大、吸放氫條件溫和、吸氫速度快、適合氫的高效儲運及安全運輸。

附圖說明

圖1為NaBO₂-Co₃B-Y₂O₃在室溫、3MPa的氫壓下吸氫3-5mim，然后在真空、150℃放氫的4次可逆放氫圖。

圖2為水解產(chǎn)物的XRD分析圖。

圖3為NaBO₂-Co₃B-Y₂O₃吸氫前（a）、第一次可逆放氫（b）和第3次可逆放氫（c）的SEM圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。