[發(fā)明專利]一種Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料及其制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310717778.X | 申請日： | 2013-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN103787276A | 公開（公告）日： | 2014-05-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王新華;劉永安;李壽權(quán);嚴密 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | C01B3/08 | 分類號： | C01B3/08 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224 | 代理人： | 胡紅娟 |
| 地址： | 310027 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 mg 鹽水 解制氫用 復(fù)合材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鎂基制氫材料領(lǐng)域，具體涉及一種Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
氫能作為一種理想的新能源，是取代傳統(tǒng)化石燃料的替代品。因此，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展近年引起了廣泛關(guān)注。氫氣可以通過燃料電池（FCs）或氫內(nèi)燃機的引擎（ICEs）來生產(chǎn)電，這可以用來驅(qū)動電子設(shè)備、汽車、家電等。氫氣也可以直接燃燒產(chǎn)生熱量，用于家用設(shè)備。這種氫的利用方法是很環(huán)保的，由于它不產(chǎn)生碳排放，因此氫燃料的廣泛使用將會顯著減少碳排放對環(huán)境的負面影響。但是推廣氫能仍然面臨著許多障礙，也就是缺乏足夠低的氫生產(chǎn)技術(shù)的成本、氫的高效儲存及運輸方法。
目前大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)的氫氣是通過化學(xué)方法，從化石燃料中生產(chǎn)的，例如天然氣重整制氫。但是這些方法同樣會帶來嚴重的環(huán)境污染，而且由于其仍基于傳統(tǒng)化石燃料，這種方法必然不能長久地持續(xù)下去。目前，可通過水解方法制氫的Mg基制氫材料，由于其低消耗、相對較高的儲氫性能和簡單的氫裝備系統(tǒng)而引起了廣泛關(guān)注。這樣一個生產(chǎn)氫的路線非常適合便攜式燃料電池。Mg的水解反應(yīng)制氫可以有下列反應(yīng)方程式表示：
Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2；
單質(zhì)Mg在水中的活性很低，只能釋放很少量的氫氣。但是通過球磨的方式，Mg粉可以被明顯活化。也可以和Ni等其它金屬一起球磨，在球磨的過程中Mg的顆粒尺寸可以減小，從而提高了反應(yīng)活性。同時摻雜的金屬有的可以與Mg構(gòu)成微型原電池，在適當(dāng)電解質(zhì)溶液中可以加劇其腐蝕。還可以通過氫化物摻雜，使用酸性溶液，超聲剝離等手段來提高Mg在水中的放氫產(chǎn)量和速率。但是，目前這些方法仍然存在著成本高，對反應(yīng)器造成腐蝕，水解副產(chǎn)物的回收和處理困難等問題。
申請公布號為CN101811667A（申請?zhí)枮?01010147696.2）的中國發(fā)明專利申請公開了一種水解制氫用鎂基氫化物復(fù)合體系及其制備方法和應(yīng)用，取鎂粉和鎳粉，摩爾比為30:1～49:1，在用量為鎂粉和鎳粉混合物總重量3～10%的催化劑和適量的有機分散劑的作用下氫化燒合成，再進行強力機械球磨，所得水解制氫用鎂基氫化物復(fù)合體系中的鎂氫化物占氫化物總重量百分比為95%～98%，鎂鎳氫化物為2%～5%，所述催化劑為石墨、B、Al、La、Ca、V、Ce、Nb中的一種，鎂氫化物為MgH2，鎂鎳氫化物為Mg2NiH4和Mg2NiH0.3以任意比的混合物。將鎂粉、鎳粉經(jīng)過氫化燒成后得到鎂鎳氫化物然后再置于MgCl2溶液中水解以獲得較高的制氫產(chǎn)率，但是該法步驟復(fù)雜，成本高，所得氫化物在空氣中易氧化因而并不適合用作移動氫源以及工業(yè)化應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料及其制備方法，可用于車載移動氫源的高活性鎂基復(fù)合制氫材料。該方法通過將鹽類與金屬Mg粉進行高能球磨，提高的Mg的反應(yīng)活性，使其在室溫下就可以快速大量放氫，高溫時速度更快。該方法原料成本低，制備過程簡單，是一種理想的可工業(yè)化應(yīng)用的鎂基復(fù)合制氫材料。
為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料，由摩爾配比為1：0.01-0.045的鎂粉和鹽類制成，所述的鹽類為AlCl3、KCl、NaCl、LiCl、MgCl2中的一種或兩種以上。
將鹽類作為添加劑與純Mg粉進行球磨以得到Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料。Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料的摩爾配比為M(Mg):M(鹽)=x:y，x=1，y=0.01-0.045；該方法將此復(fù)合材料在25℃～80℃自來水中進行水解反應(yīng)。Mg為純鎂粉；鹽類為AlCl3、KCl、NaCl、LiCl、MgCl2中的一種或兩種以上。
作為優(yōu)選，所述的鹽類為AlCl3。AlCl3作為添加劑能夠很好催化鎂粉與水反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)速率穩(wěn)定，反應(yīng)溫和，可控制好，并且鎂反應(yīng)較為完全，氫氣產(chǎn)率高。
作為優(yōu)選，所述的Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料，由摩爾配比為1：0.03的鎂粉和鹽類制成。該具體摩爾配比下的Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料，氫氣產(chǎn)率最為理想。
一種Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
將鎂粉和鹽類球磨得到Mg-鹽水解制氫用復(fù)合材料。
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