[發(fā)明專利]一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法及其制品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910584761.9
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110193361B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘金龍;付豪;董會(huì);王英英;夏先平;呂意;湯光平;黃姝珂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開(kāi)了一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法及其制品，所述制備方法包括以下步驟：一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：1)、將粉末吸氫劑、基體材料與造孔劑按比例混合形成混合物，2)、將步驟1)制備的混合物熱壓成型、冷卻，過(guò)程中基體材料與造孔材料形成雙連續(xù)相；3)、將壓制成型的制品在溶劑中除去造孔劑；所述基體材料為非水溶性且非醇溶性的熱塑性高分子材料；所述造孔劑為水溶性或者醇溶性高分子材料；所述粉末吸氫劑為非水溶性且非醇溶性的不飽和烴?貴金屬類粉末吸氫劑。通過(guò)本發(fā)明所述制備方法制備的不可逆吸氫多孔復(fù)合材料同時(shí)兼具吸氫速率快、吸氫容量大和利于加工成型的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法及其制品。

背景技術(shù)

氫氣作為一種可燃性氣體，當(dāng)其在空氣中的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到4％-75％時(shí)遇到火源即可引起爆炸，尤其在日本福島核電站因氫積聚發(fā)生爆炸后，氫氣的安全控制更引起了高度重視；此外，氫氣還具有極強(qiáng)的滲透能力，它的存在將會(huì)對(duì)材料及元器件造成氫損傷，進(jìn)而導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)和性能的破壞及元器件功能受損。因此，采用吸氫材料在室溫下實(shí)現(xiàn)氫氣的快速消除，在安全生產(chǎn)以及在密閉環(huán)境中保障材料結(jié)構(gòu)和性能以及元器件功能的穩(wěn)定性等領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

吸氫材料按照所吸附的氫氣是否能夠再次釋放，可分為可逆吸氫材料與不可逆吸氫材料兩大類?？赡嫖鼩洳牧嫌址Q為儲(chǔ)氫材料，屬于物理吸氫，而不可逆吸氫材料屬于化學(xué)吸氫。

對(duì)于不可逆吸氫材料，其采用的粉末吸氫劑可以分為無(wú)機(jī)化合物粉末吸氫劑和有機(jī)化合物粉末吸氫劑兩類。采用無(wú)機(jī)化合物作為粉末吸氫劑制備的不可逆吸氫材料屬于具有致密結(jié)構(gòu)的不可逆吸氫復(fù)合材料，具有致密結(jié)構(gòu)的不可逆吸氫復(fù)合材料便于成型加工，但是具有吸氫速率慢、以及有效成分利用率低等缺陷。在采用有機(jī)化合物作為粉末吸氫劑的制備的不可逆吸氫材料中，催化加氫型有機(jī)粉末吸氫劑具有吸氫速率快、吸氫容量大、吸附不可逆、在諸如水蒸汽與二氧化碳等常見(jiàn)氣氛中仍可發(fā)揮作用等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的一類粉末吸氫劑。該類粉末吸氫劑利用不飽和有機(jī)化合物在金屬催化作用下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)常溫常壓下氫氣的快速消除。在現(xiàn)有的各種有機(jī)粉末吸氫劑中，應(yīng)用最廣泛是1,4-二苯乙炔基苯(DEB)和催化劑鈀(Pd)與碳(C)的復(fù)合粉體粉末吸氫劑(DEB-Pd/C)?，F(xiàn)有的采用有機(jī)化合物作為粉末吸氫劑的制備的不可逆吸氫材料為粉體狀有機(jī)粉末吸氫劑，粉體狀有機(jī)粉末吸氫劑雖然具有吸氫速率快、吸氫容量大的優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)有粉體狀有機(jī)吸氫劑必須加以透氣的外包裝才能使用，包裝破損時(shí)有粉塵污染、導(dǎo)致元器件短路等風(fēng)險(xiǎn)。目前已有的幾種吸氫劑成型技術(shù)雖然解決了粉體成型的問(wèn)題，但是吸氫速率慢、吸氫容量小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法，不僅能夠解決傳統(tǒng)粉體狀有機(jī)吸氫劑存在的難于加工成型、易燃、無(wú)法以彈性體或薄膜等形式使用的問(wèn)題。同時(shí)還能解決具有致密結(jié)構(gòu)的不可逆吸氫復(fù)合材料吸氫速率慢、吸氫容量小的問(wèn)題。

此外，本發(fā)明還提供一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料，通過(guò)上述制備方法制備的不可逆吸氫多孔復(fù)合材料同時(shí)兼具吸氫速率快、吸氫容量大和利于加工成型的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種不可逆吸氫多孔復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)、將粉末吸氫劑、基體材料與造孔劑按比例混合形成混合物，

2)、將步驟1)制備的混合物熱壓成型、冷卻，過(guò)程中基體材料與造孔材料形成雙連續(xù)相；

3)、將壓制成型的制品在溶劑中除去造孔劑；

所述基體材料為非水溶性且非醇溶性的熱塑性高分子材料；所述造孔劑為水溶性或者醇溶性高分子材料；所述粉末吸氫劑為非水溶性且非醇溶性的不飽和烴-貴金屬類粉末吸氫劑。

在現(xiàn)有技術(shù)中，采用現(xiàn)有方法制備的不可逆吸氫材料為粉體狀有機(jī)粉末吸氫劑或致密結(jié)構(gòu)的不可逆吸氫材料。