[發明專利]一種有機聚合物/AB₅或AB₂復合儲氫材料及制備方法有效

申請號：	201610052719.9	申請日：	2016-01-26
公開（公告）號：	CN105731378B	公開（公告）日：	2018-07-24
發明（設計）人：	李平;杜磊;曲選輝;秦明禮;章林	申請（專利權）人：	北京科技大學
主分類號：	C01B3/50	分類號：	C01B3/50
代理公司：	北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237	代理人：	張仲波
地址：	100083***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種有機聚合物 ab sub 復合材料制備方法
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【說明書】：

本發明提供一種以AB₅或AB₂儲氫合金為基體，以有機物聚合物為增強體的具有一定抗毒化性能的復合儲氫材料。基體選擇粉碎至200～400目的儲氫合金顆粒，增強體選擇對氫氣具有選擇透過性的有機聚合物，復合方法采用有機溶液混合法，儲氫合金顆粒與有機聚合物的復合比例為1:1或1:2。將儲氫合金顆粒與有機聚合物材料混合后倒入一定量的有機溶液，在40℃～80℃恒溫條件下充分攪拌至有機聚合物由固態變為具有一定粘性的熔融態，持續攪拌直至有機溶劑完全揮發，隨后在自然狀態下風干。本發明提供的以儲氫合金顆粒為基體的復合儲氫材料在含300ppm CO氣體的氫氣中的抗毒化性能明顯提高，吸放氫循環性能得到了明顯的改善。

技術領域

本發明涉及一種復合儲氫材料及其制備方法，具體將涉及采用有機溶劑混合法制備的有機聚合物/AB₅或AB₂復合儲氫材料。

背景技術

與傳統的能源材料相較，氫是一種清潔的燃料。它和氧燃燒的產物為水。但是目前氫氣的制備主要依靠電解水獲得，需要耗費大量的能源，提高了氫氣的使用成本，使氫氣的運用遇到了瓶頸。由于在化工、石油、煉油、冶金等工業產生的廢氣中含有大量的副產氫，根據研究發現，在中國，每年工業生產中所產生的各種類型的可回收的氫量可達15億m³。目前，廢氣中所含的氫氣大多是通過直接排放到空氣中或燃燒來處理的。如果能將這些氫氣有效的回收起來，不僅能有效的利用氫能源，同時也可以大大降低制氫的成本。儲氫材料由于其具有選擇性的吸收氫以及可逆的吸放氫的性能，使之可以用于氫氣的分離。但是工業廢氣中除含有氫外，通常還含有碳化物、氮化物、氧氣等雜質氣體，這些雜質氣體對儲氫材料的吸放氫性能影響明顯，既便是雜質氣體的濃度很低也影響很大。雜質氣體對儲氫合金影響的表現特征主要為吸氫(或放氫)速度變慢和吸氫容量下降。因此，制備出一種具有較高抗毒化性能的新型儲氫材料，對今后儲氫材料的應用具有十分重要的意義和價值。

AB₅型儲氫材料具有CaCu₅六方晶結構，其中A代表稀土金屬，B代表Ni，Co等金屬，AB₅型儲氫材料可直接可逆地與氫化合以形成金屬氫化物。AB₂型表達的Laves相合金是一類合金。在金屬間化合物中，A(鈦鋯等)和B的原子半徑之比約為1.225。Laves相合金有三種晶體結構：ZrMn₂等的C14(MgZn₂型，六方晶型)，ZrV₂等的C15(MgCu₂型，立方晶型)和C36(MgNi₂型，六方晶型)。以AB₅或AB₂型儲氫合金為基體制備復合儲氫材料，這主要是取決于AB₅或AB₂型儲氫材料具有較低的吸氫平衡壓和在室溫下就能吸放氫的優點。另一方面，通過上面的敘述，我們知道儲氫合金可以用于氫氣的分離提純，但是當混合氣體中含有O₂、CO、H₂O等雜質氣體時，由于這些氣體對儲氫材料具有較強的毒化作用，故需要先將這些雜質氣體除去；膜技術由于其獨特的優點，在氫氣分離中得到廣泛關注。對于金屬膜，主要集中在鈀元素的研究，但同樣需先將O₂、CO、H₂O等雜質氣體除去，以避免鈀中毒，此外鈀的成本較高，這也制約著它的應用；無機物膜主要為Al₂O₃和SiO₂，但是制備它們的多孔膜較困難，且制造成本也相對較高；高分子聚合物膜對大部分氣體具有良好的化學穩定性，且高分子聚合物膜分離法投資少，操作和設備維護費用低，故頗具競爭力。