[發明專利]一種管狀TiO2的合成方法及其應用

無效

• 申請號: 201310225497.2
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103265070A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 焦麗芳;袁華堂;王一菁;劉會俏;趙艷萍;郭利靜;劉永暢;曹康哲
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J21/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明涉及LiBH₄儲氫領域，特別一種管狀TiO₂的合成方法及其應用。

背景技術

氫能作為潔凈理想的二次能源，受到了世界各國的廣泛關注，然而，氫的儲存仍然是制約氫能商業化應用的關鍵技術。近年來，隨著儲氫材料領域的不斷拓展，以硼氫化鋰(LiBH₄)為典型代表的高儲量配位金屬氫化物日漸成為新興的儲氫材料研究熱點。

納米限域是將材料填充到納米孔道里，利用材料和納米孔道的相互作用促進反應的進行，為化學反應提供一個獨特的微環境。近年來，納米限域逐漸發展成為改善儲氫材料熱力學和動力學的新方法。

LiBH₄作為儲氫材料，具有較高的氫含量，高達18.4%（質量分數），但是具有較高的熱力學穩定性，吸放氫溫度和壓力過高，可逆性也較差。TiO₂能夠催化LiBH₄放氫，改善其放氫反應的熱力學和動力學性能，將TiO₂做成納米顆粒堆積成的管狀結構，不僅可以起到催化作用，另一方面堆積形成的納米微孔還可以有限域的作用，使得LiBH₄的儲放氫性能得到更大的改善。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種管狀TiO₂的合成方法，并以此作為LiBH₄放氫的催化劑和限域載體應用，能夠有效地降低LiBH₄的放氫溫度，同時放氫量也有一定程度的提高。

本發明的技術方案：

一種管狀TiO₂的合成方法，包括以下步驟：

1）將TiOSO₄溶于混合醇中，混合醇為乙醇和丙三醇的混合物，然后再加入乙醚并攪拌均勻后得到混合液；?

2）將上述混合液轉移至高壓反應釜中，在均相反應器中進行加熱恒溫反應，均相反應的溫度為110?℃，轉速為10?r/min，反應時間為48?h，生成白色沉淀物；

3）將生成的白色沉淀物離心分離后，分別用無水乙醇洗滌三次、去離子水洗滌三次，最后再用無水乙醇洗滌一次；然后在真空度為-0.1MPa條件下干燥12?h；最后在溫度為550?℃和空氣條件下煅燒6?h，即可制得管狀TiO₂。

所述混合醇中乙醇和丙三醇的比例為2-1：1-2；混合溶液中乙醚和混合醇的比例為1:1-3。

一種所合成的管狀TiO₂的應用，作為LiBH₄放氫的催化劑和限域載體，TiO₂-LiBH₄樣品的制備包括如下步驟：

1）將制備得到的管狀TiO₂放入三徑瓶中，在真空度為-0.1MPa條件下靜止3h；

2）在氬氣氛圍保護下，將LiBH₄溶于THF(四氫呋喃)溶劑中得到LiBH₄/THF溶液；

3）將LiBH₄/THF溶液注入含有管狀TiO₂的三頸瓶中得到混合樣品，在負壓為-0.1MPa條件下攪拌12-48h；

4）在氬氣保護下，將混合樣品進行離心分離，并將得到的固體樣品在-0.05MPa的負壓及18-25℃溫度下干燥72h，即得TiO₂-LiBH₄樣品。

所述管狀TiO₂與LiBH₄的質量比為10-1:1-10。

所述LiBH₄/THF溶液中LiBH4與THF的用量比為0.05gLiBH₄/1mlTHF。

本發明的優點是：成產工藝簡單，反應條件易于控制，不需要模板劑及表面活性劑，所制備的管狀TiO₂對LiBH₄的放氫性能有較大的改善。

【附圖說明】

圖1為混合醇的比例為2:1，均相反應48?h后得到TiO₂的SEM圖。

圖2為混合醇的比例為2:1，均相反應48?h，550°C高溫煅燒前后TiO₂的XRD圖。

圖3為TiO2-LiBH₄?放氫前后的IR圖。