[發(fā)明專利]一種MgH2基儲氫復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710097268.5
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106809803B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 張健;瞿輝;閻帥;聶翔
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種MgH₂基儲氫復合材料及其制備方法。該儲氫復合材料是以鐵基金屬有機骨架化合物Fe?MIL?88B?NH₂作為添加劑，將其與鎂基氫化物MgH₂復合而成，其化學成分為MgH₂?(xwt％Fe?MIL?88B?NH₂)，其中，x＝5～15。其制備方法主要是：將Fe?MIL?88B?NH₂與MgH₂按質(zhì)量比5:100～15:100的比例混合，采用高能球磨法在真空、惰性氣體保護或氫氣氛條件下對混合物進行球磨，球磨機轉速為800～1000r/min，球料比為30:1～50:1，球磨時間為4～6h，每球磨1h，球磨機停歇15～30min。本發(fā)明所獲得的MgH₂基儲氫復合材料綜合利用了Fe?MIL?88B?NH₂對MgH₂結構限域以及金屬Fe離子對MgH₂催化釋氫的雙重效應，使得MgH₂顆粒/晶粒細化，釋氫溫度顯著降低，且其制備工藝與設備簡單，能耗少，成本低，具有理想的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及儲氫材料領域，具體涉及一種MgH₂基儲氫復合材料及其制備方法。

背景技術

汽車“后原油”時代，氫燃料電池汽車和金屬離子電池汽車開始了激烈的競爭。短期內(nèi)，由于鋰離子電池制造工藝相對簡單，技術相對成熟，成為了多數(shù)汽車企業(yè)和消費者的選擇。但在長遠的未來，利用取之不竭的水資源生產(chǎn)的清潔氫能源，是人類發(fā)展的必然選擇，也是解決人類能源危機的理想途徑。目前科學界在氫能源利用方面的研究瓶頸主要是如何制備出吸釋氫溫度更低、速率更快以及儲氫密度更大的固態(tài)儲氫材料。

鎂基氫化物(MgH₂)因具有高儲氫密度(7.6wt％)、質(zhì)輕、價廉、資源豐富，被認為是極具發(fā)展?jié)摿Φ能囕d儲氫材料之一。然而，其實際應用仍面臨一些瓶頸，主要表現(xiàn)在：釋氫溫度偏高；吸/釋氫速率緩慢。為改善MgH₂的釋氫性能，國內(nèi)外學者開展了大量的改性研究并取得了階段性進展。

細化MgH₂顆粒/晶粒是改善其釋氫性能的有效手段之一。一方面，較小的MgH₂顆粒/晶粒有利于縮短了其釋氫時的氫擴散距離，同時還為氫提供了更多的界面擴散通道，顯著提高其釋氫動力學性能；另一方面，MgH₂的顆粒/晶粒越細小，其結構穩(wěn)定性越低，則有助于改善其熱力學性能，降低其釋氫溫度。再者，在細化顆粒/晶?；A上，對MgH₂進行催化摻雜，可進一步改善MgH₂的釋氫動力學。

近幾年，金屬有機骨架化合物(MOFs)因具有多孔、大比表面積和多金屬位點等諸多性能，在材料、化學、化工等領域得到廣泛關注與應用。MOFs是由無機金屬中心(金屬離子)與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網(wǎng)絡結構的晶態(tài)多孔材料。若通過合適的制備方法，將其與MgH₂復合，可以對MgH₂起到結構限域的效果。此外，由于MOFs 中含有金屬離子，這些金屬離子對氫原子具有較大的親和力，可以減弱MgH₂中Mg-H鍵的結合力，對其釋氫起到催化效果。因此，MOFs不乏是一種改善MgH₂釋氫性能的有效添加劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良釋氫性能的MgH₂基儲氫復合材料及其制備方法。本發(fā)明主要是將鎂基氫化物MgH₂與鐵基金屬有機骨架化合物Fe-MIL-88B-NH₂進行高能球磨，得到一種新的MgH₂基儲氫復合材料。

本發(fā)明的技術方案如下：