[發明專利]一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體及其制備方法

在審

• 申請號: 201810069735.8
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108341396A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 孫擎擎;韓青有;李潔
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00;C23C24/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及鎂及其合金的析氫領域，具體涉及一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體及其制備方法。所述鎂和/或鎂合金塊體的表面鑲嵌有納米鐵粉；所述納米鐵粉的粒徑小于等于10nm。其制備方法為：對鎂和/或鎂合金塊體進行表面劇烈塑性變形時，引入鐵粉；并使鐵粉鑲嵌在鎂和/或鎂合金塊體表面；得到所述快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體。本發明所設計和制備的快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的析氫速率為普通鎂和/或鎂合金塊體析氫速度的700倍左右。本發明結構設計合理，制備工藝簡單易控，便于大規模的工業化應用。

技術領域

本發明涉及鎂及其合金的析氫領域，具體涉及一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體及其制備方法。

背景技術

氫能是公認的清潔能源，具有密度低、導熱性好、熱值高、燃燒性能好、利用率高等優點，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。鎂資源儲量豐富，價格低廉，自身活性較高，是理想的析氫材料。然而，由于純鎂在腐蝕過程中會形成氫氧化鎂保護膜，析氫速率會逐漸減低。絕大多數金屬相對于鎂都是惰性，根據電偶腐蝕原理，合金化是提高鎂析氫速率的重要方法。譬如在3.5wt％NaCl溶液中，AZ91鎂合金的析氫速率是純鎂的5倍左右，AZ31鎂合金的析氫速率是純鎂的20倍左右^[1]。然而，該析氫速率在某些條件下仍不能滿足需要，需要進一步提升鎂合金的析氫速率。

發明內容

針對以上背景技術中提到的不足和缺陷，本發明的目的在于，提供一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體及其制備方法。

本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體；所述鎂和/或鎂合金塊體的表面鑲嵌有納米鐵粉；所述納米鐵粉的粒徑小于等于10nm。

本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體；所述鎂和/或鎂合金塊體的表面的鎂和/或鎂合金晶粒為微納級別、優選為納米級別。

本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體；所述快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體在3.5wt％NaCl溶液中，析氫反應的電荷轉移電阻為2Ω·cm²。

本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體；所述快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體在3.5wt％NaCl溶液中，于室溫下，以甘汞電極為參比電極，鉑網電極為對電極，施加的正弦波振幅為10mV；電化學阻抗譜頻率范圍為10KHz～0.1Hz，析氫反應的電荷轉移電阻為2Ω·cm²。

本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，其方案為：對鎂和/或鎂合金塊體進行劇烈塑性變形時，引入鐵粉；并使鐵粉鑲嵌在鎂和/或鎂合金塊體表面；得到所述快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體。

作為優選方案，本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，包括下述步驟：將鎂和/或鎂合金塊體置于噴丸室內，用夾雜有鐵粉的噴丸對鎂和/或鎂合金塊體進行表面噴丸處理；得到快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體；

或

將鎂和/或鎂合金塊體置于噴砂室內，用夾雜有鐵粉的砂料對鎂和/或鎂合金塊體進行表面噴砂處理；得到快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體。

作為優選方案，本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，鐵粉的粒度為0.01-500微米。優選為10～50微米。

作為優選方案，本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，鐵粉和噴丸的質量比為1:100-1:10000。所述噴丸的粒徑為0.1-5毫米；優選為1-3毫米。

作為優選方案，本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，噴丸的速度為1-100m/s。

作為優選方案，本發明一種快速析氫的鎂和/或鎂合金塊體的制備方法，所述噴丸處理包括超聲噴丸處理。所述超聲噴丸處理時，控制超聲波的頻率為20KHz。