[发明专利]高容量多孔金属合金块体储氢材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高容量多孔金属合金块体储氢材料的制备方法，属于储氢材料制备技术领域。

背景技术

金属合金储氢与含碳材料、金属有机骨架(MOF)等储氢材料相比，其储氢容量相对较低，在作为储氢材料方面处于劣势；但是金属合金具有可逆反应的温度、吸/放氢平台适中，循环稳定性好等优点，而且作为储氢材料和Ni-MH电池的负极材料已应用生产之中。因此，为了提高合金的竞争能力，改善合金总的吸/放氢容量非常必要。现有技术中公开的提高金属合金吸/放氢容量的专利文献主要是通过合金组分的优化如(CN02111381.5、CN201010207982.3、CN 101629255等)、表面改性(CN101728527、CN 101826619A、CN101078095等)、与其他储氢材料复合(CN101740767A、CN101457321、CN101307405)等方式。物理吸附储氢是通过孔隙对氢的吸附以达到储氢的目的。由于其能储存大量的氢，具有很强的竞争优势。然而，在公开的文献中，尚未发现利用金属氢化物储氢和通过孔的吸附共同储氢的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高容量多孔金属合金块体储氢材料的制备方法，该方法提高了总的储氢容量，而且制备过程简单。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种高容量多孔金属合金块体储氢材料的制备方法，包括以下具体步骤：

(1)将合金LaNi₅、La_0.8Mg_0.2Ni_3.8、Zr_0.9Ti_0.1(Mn_0.35Ni_0.50V_0.15)₂中的任意一种与以下造孔剂：尿素、草酸、碳铵、氯化钠、氢氧化锂中的任意一种按照(1～5)∶100质量比混合、压成块体；

(2)在真空条件下，将块体在100～400℃的温度下进行热处理；或者将块体浸入氢氧化钾溶液中，除掉造孔剂，即可得到多孔金属合金块体储氢材料成品。

本发明取得的有益效果如下：通过金属氢化物储氢和物理储氢的共同作用，本发明中制备的多孔金属块体储氢材料的容量(如LaNi₅多孔块体材料，1.74％)明显高于相应储氢材料的理论储氢容量(LaNi₅，1.5～1.6％)，突破了常规研究金属合金储氢材料的框架，对新型储氢材料的研究及合金的应用探索起到一定的作用。

附图说明

图1为实施例1中LaNi₅多孔合金块体的扫描电镜图。

图2为实施例1中LaNi₅多孔合金块体的比表面结果。

图3为实施例1中LaNi₅多孔合金块体的吸氢测试结果。

具体实施方式

以下具体实施例用于说明本发明。

实施例1

(1)将LaNi₅合金与草酸按照(1～5)∶100的质量比混合、压成块体；

(2)在真空条件下，于100℃的温度下进行热处理，除掉造孔剂，得到多孔金属合金块体储氢材料成品；

(3)将处理后的多孔金属合金块体材料进行场发射扫描电镜表征和比表面分析，结果如图1和图2所示。由图可知：经过热处理后，合金的表面出现孔径大的孔洞/孔隙；其相应的比表面积测试结果表明，在-196℃，多孔金属合金块体中能吸附大量的氮气，也表明材料中具有一定量能吸附气体的孔洞/孔隙。将多孔金属合金块体材料在70℃进行吸氢测试，所测的储氢容量为1.74wt％，较LaNi₅的储氢容量高约0.14wt％。

实施例2

(1)将La_0.8Mg_0.2Ni_3.8合金与尿素按照(1～5)∶100的质量比混合、压成块体；

(2)在真空条件下，于400℃的温度下进行热处理，除掉造孔剂，得到多孔金属合金块体储氢材料成品；

(3)多孔金属合金块体材料在70℃进行吸氢测试，所测的储氢容量为1.78wt％。

实施例3

(1)将Zr_0.9Ti_0.1(Mn_0.35Ni_0.50V_0.15)₂与碳铵按照(1～5)∶100的质量比混合、压成块体；