[發明專利]一種Al-BiCl3-Li3AlH6鋁基復合制氫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510357435.6
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN104944371A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 孫立賢;邵豫龍;徐芬;邱樹君;向翠麗
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

技術領域

本發明屬于氫氣制備技術領域，具體是一種Al-BiCl₃-Li₃AlH₆鋁基復合制氫材料及其制備方法。

背景技術

鋁基制氫材料具有能量密度大、便于儲存、原料成本低廉、原料易獲得、鋁水反應產物環境友好，可循環使用等優點，在能源儲備、移峰填谷、移動制氫等領域有著廣泛的應用前景。但是鋁與水反應的過程中會在表面形成一層致密氧化膜，阻礙反應的連續進行，因此如何破除鋁表面的氧化膜成為鋁水制氫技術的關鍵。

堿性溶液可以有效破除鋁表面的氧化膜，但堿性溶液對發生設備的耐腐性有很高的要求，目前研究熱點集中在中性條件下實現鋁和水快速反應。

目前，解決鋁水快速反應問題的常用方法是機械球磨法——通過將鋁和添加劑球磨制備鋁基復合材料。專利CN102992263A“一種Al-Bi-NaCl-堿金屬或氫化物水解制氫用復合材料及其制備”是將鋁粉、鉍粉和氯化鈉混合球磨，通過添加NaCl解決了Al-Bi球磨過程冷焊團聚現象，但降低了Al的含量；專利CN103879959A“一種高單位產氫量的鋁基復合制氫材料及其制備方法”是將鋁粉和LiBH₄混合球磨，通過添加LiBH₄提高了單位質量產氫量和產氫速率，但也大幅提升了復合材料的成本；專利CN103861645A“鋁/水反應可控制氫催化劑及其制造方法”是將鋁粉和氯化鉍、氯化鈉、氯化鉀混合物以及金屬鈣粉、金屬鋅粉混合物混合球磨，有效地解決鋁和水在中性條件下快速反應。這些方法解決了鋁基復合材料在常溫下與水快速反應的問題，并在產氫性能的單位質量產氫量、產氫率和產氫速率方面各有所長。但綜合產氫性能還有提高空間，其生產成本也有下降空間。

本研究組近些年在鋁水制氫方面也做了大量的工作。2014年，Tao?Wu等人用機械球磨法制成80wt％Al-20wt％Li₃AlH₆材料(文獻：Tao?Wu,Fen?Xu,Li-Xian?Sun,Zhong?Cao,Hai-Liang?Chu,Yu-Jia?Sun,Ling?Wang,Pei-Hai?Chen,Jiao?Chen,Ying?Pang,Yong-Jin?Zou,Shu-Jun?Qiu,Cui-Li?Xiang,Huan-Zhi?Zhang.Al–Li?3AlH6:A?novel?composite?with?high?activity?for?hydrogen?generation[J].International?Journal?of?Hydrogen?Energy,2014,:.)。產氫率可達92.8％，單位質量產氫量可達1513.1mL·g^-1·min^-1，最大產氫速率可達2737.6mL·g^-1·min^-1。但該材料存下以下問題：1、材料Al含量低于80％，氫化物添加量大，制備成本高。2、材料與水反應容易出現燃燒現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種高性能、低成本的Al-BiCl₃-Li₃AlH₆鋁基復合制氫材料及其制備方法，通過添加BiCl₃，在保證產氫性能的條件下，大幅減少了昂貴原料金屬氫化物Li₃AlH₆的添加量，降低了復合制氫材料的成本，并提高鋁基復合材料的綜合產氫性能。

實現本發明目的的技術方案是：

一種Al-BiCl₃-Li₃AlH₆鋁基復合制氫材料，由鋁粉和添加物球磨而成，添加物由BiCl₃和Li₃AlH₆混合而成；所述鋁粉的質量百分比為50-95％，優選質量百分比為80-95％；所述添加物的質量百分比為5-50％，優選質量百分比為5-20％；所述BiCl₃在添加物中的質量百分比為5-95％，優選質量百分比為25-75％；所述Li₃AlH₆在添加物中的質量百分比為5-95％，優選質量百分百為25-75％。

所述的鋁粉為金屬鋁單質粉末，優選是微米級的鋁粉。

所述的BiCl₃為無水氯化鉍。