[发明专利]一种制备氢化镁的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氢化镁的方法，还涉及一种制备氢化镁的装置。

背景技术

氢化镁(MgH₂)，又称二氢化镁，是一种无机盐，外观呈灰白色粉末，晶体结构是四方晶系，密度为1.45g/cm³。

MgH₂属共价型氢化物，其形成焓为-74.5kJ/mol，在常温常压下稳定性较高，吸放氢温度一般高达623-673K。MgH₂在真空下，280℃分解。MgH₂呈弱碱性，不溶于一般有机溶剂，易燃而且具有刺激性。MgH₂不能用来代替氢化钙作为氢源或干燥剂，也不能代替氢化钠在有机反应中作为碱性缩合剂，因其碱性太弱，但可形成聚合物，故可用来制备无机聚合型氢化物及用于焰火。MgH₂是很强的还原剂，与水接触足以产生氢气；与甲醇接触，生成醇镁及氢气。与氢化硼或氢化铝作用，可生成双氢化物。

MgH₂的含氢量高达7.65％，具有广泛的潜在用途：作为储氢材料，从理论储氢容量而言，它是金属储氢材料中的首选；用于制氢，它可以在常温下发生水解反应释放出氢气，适合于作为即时制氢的便携式氮源；另外，MgH₂因为上述的性质还可以用作催化剂、还原剂和制取高纯金属粉末等。

目前，MgH₂的制备方法主要有两种：一种是用烷基镁进行热分解；另一种是以镁粉为原料，在加压、加热下直接与氢反应而得。

但上述的镁粉的氢化过程需要有较高的温度和氢压等条件(温度300-400℃，10-15MPa)。目前市售的多晶MgH₂粉末不仅价格昂贵，而且晶粒尺寸粗大，用作储氢材料时，吸放氢动力学极其缓慢；水解制氢时也由于生成Mg(OH)₂钝化膜包覆在未反应的MgH₂表面，导致水解反应速度显著下降或反应无法继续进行，因此无法直接用于储氢或水解制氢。

发明内容

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供一种制备氢化镁的装置。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题，达到本发明的目的。

一种制备氢化镁的装置，包括：

反应釜，所述反应釜包括敞口的反应釜本体及封闭住所述敞口的盖体；

插板阀门，所述插板阀门设置在所述反应釜内，位于所述反应釜的中部，将所述反应釜分隔为上部和下部；

第一加热线圈，所述第一加热线圈设置于所述反应釜的下部；

第二加热线圈，所述第二加热线圈设置于所述反应釜的上部；

第一进气口，所述第一进气口设置于所述反应釜的上部的侧壁；

进出气口，所述进出气口设置于所述反应釜的上部的侧壁；

出气口，所述出气口设置于所述反应釜的上部的侧壁。

本发明的制备氢化镁的装置，结构简单。因为设置了所述反应釜和所述第一加热线圈，可以允许镁粉在本发明的装置中变成镁蒸汽并遇冷凝结成镁颗粒，再与氢气反应。第一加热线圈的作用为了将Mg块蒸发凝结成Mg粉；第二加热线圈的作用是加热使Mg和H₂反应；反应釜分为上下部，并设置两个加热线圈，有利于反应的控制。

本发明实施时，优选地，所述制备氢化镁的装置还包括真空泵，所述真空泵与所述出气口连接。所述真空泵用于将所述反应釜抽真空。

本发明实施时，优选地，所述制备氢化镁的装置还包括氢气源，所述氢气源与所述第一进气口连接。所述氢气源负责向所述反应釜中提供氢气，并形成氢压。

本发明实施时，优选地，所述制备氢化镁的装置还包括隔热层，所述隔热层包裹所述第二加热线圈。所述隔热层用于隔热，以保持所述反应釜中的反应温度。进一步，所述隔热层是石棉层。

本发明实施时，优选地，所述制备氢化镁的装置还包括第一控制电源，所述第一控制电源与所述第一加热线圈连接。所述第一控制电源用于控制输送给所述第一加热线圈的电流。

本发明实施时，优选地，所述制备氢化镁的装置还包括第二控制电源，所述第二控制电源与所述第二加热线圈连接。所述第二控制电源用于控制输送给所述第二加热线圈的电流。

本发明的所要解决的第二方面的技术问题是提供一种制备氢化镁的方法。

一种制备氢化镁的方法，采用前面所述的制备氢化镁的装置，包括以下步骤：

1)将镁块装入敞口容器，然后置于所述第一加热线圈中；

2)密封所述反应釜并关闭所述第一进气口、进出气口和所述出气口；