[發(fā)明專利]一種改善的LiNH2?LiH復(fù)合儲(chǔ)氫材料及改善儲(chǔ)氫性能的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710458743.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN107188121A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕云雷;張亞茹;董寶霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B3/04
• 分類號(hào): C01B3/04
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕質(zhì)堿金屬固態(tài)化學(xué)儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及LiNH₂-LiH體系儲(chǔ)氫性能改善的高效催化劑的探索、研究。

背景技術(shù)

近些年來，被人們廣泛談?wù)摰沫h(huán)保能源——?dú)錃猓灰暈槲磥碜钣星熬暗娜剂希牵覀兿氚褮淠艿睦米優(yōu)楝F(xiàn)實(shí)還需要解決許多問題，尤其是在氫氣儲(chǔ)存方面。由于氫氣危險(xiǎn)性較高且體積能量密度較低，傳統(tǒng)的高壓儲(chǔ)存和低溫儲(chǔ)存對(duì)于實(shí)際中的運(yùn)輸應(yīng)用來說并不是最好的辦法。目前，固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的出現(xiàn)，改善了目前的狀況。固態(tài)儲(chǔ)氫(利用氫與材料反應(yīng)生成氫化物的一種化學(xué)儲(chǔ)氫方式)在安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面更具優(yōu)勢(shì)，特別對(duì)于輕質(zhì)元素儲(chǔ)氫體系，實(shí)現(xiàn)了高重量和高體積密度的固態(tài)安全儲(chǔ)氫。

在儲(chǔ)氫領(lǐng)域中，金屬氫化物儲(chǔ)存氫氣是目前應(yīng)用范圍較廣的一種儲(chǔ)氫方法，但是，絕大部分金屬氫化物的儲(chǔ)氫量僅為1wt％～3wt％，實(shí)驗(yàn)證明并不能很好地滿足商業(yè)車載儲(chǔ)氫的需要。因此，人們開始轉(zhuǎn)向研究某些輕質(zhì)金屬，比如堿金屬鋰，鈉或者鉀的化合物。自從2002年陳萍等人在Nature上首次發(fā)表了金屬鋰的氮化物和氨基化物能在相對(duì)較低的溫度約為320℃可逆地吸放氫容量達(dá)到11.5wt％，隨后LiNH₂-LiH體系也被作為一種固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)被提出。LiNH₂-LiH混合后可以在200～300℃可逆吸放氫，該溫度段相對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來講還是較高，不能滿足與現(xiàn)代化商用氫氣儲(chǔ)存的要求，為了改善LiNH₂-LiH體系的吸/放氫性能，已有人研究在該Li-N-H體系中添加TiCl₃、KH，KX(其中X為F、Cl或Br)化合物等，發(fā)現(xiàn)加入這些催化劑對(duì)于提高Li-N-H系統(tǒng)的吸/放氫動(dòng)力學(xué)性能有較好的催化效果，可以大幅改善LiNH₂-LiH體系的儲(chǔ)氫性能。但同時(shí)將K+、Ti-、F-三種離子同時(shí)作用于某一個(gè)儲(chǔ)氫體系的相關(guān)報(bào)道并不多，目前沒有文獻(xiàn)報(bào)道將K₂TiF₆到Li-N-H儲(chǔ)氫系統(tǒng)中，該研究是對(duì)這三種離子同時(shí)添加到Li-N-H儲(chǔ)氫體系中的一個(gè)研究,通過三者的協(xié)同作用以期待能改善儲(chǔ)氫性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提出一種能有效改善儲(chǔ)氫性能的LiNH₂-LiH儲(chǔ)氫材料的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：將K₂TiF₆摻雜的LiNH₂與LiH的混合體在氫氣氛圍下進(jìn)行球磨處理，取得含有K₂TiF₆的LiNH₂-LiH復(fù)合儲(chǔ)氫材料。

本發(fā)明添加的K₂TiF₆作為催化劑大大改善LiNH₂-LiH體系的氫氣脫附性能，得到了較低的放氫峰值溫度與放氫起始溫度，放氫速率提高，并且，K₂TiF₆的摻雜使LiNH₂-LiH體系吸放氫的循環(huán)穩(wěn)定性提高。

本發(fā)明在氫氣氣氛下通過球磨方法得到了尺寸可達(dá)納米級(jí)別的摻雜K₂TiF₆的LiNH₂-LiH復(fù)合材料的晶體顆粒，使得摻雜的K₂TiF₆能夠更好地分散到LiNH₂與LiH樣品中，充分發(fā)揮K⁺、Ti⁺、F^-離子協(xié)同作用，從而能顯著地改善LiNH₂-LiH體系儲(chǔ)氫性能。