[发明专利]镁基储氢薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种镁基储氢薄膜，其特征在于：该薄膜具有五层结构，其中间为镁基储氢层（3），所述镁基储氢层（3）两面分别复合有扩散层（2），所述扩散层（2）外面分别复合有催化层（1）；其中，

所述催化层（1）为具有催化活性的过渡金属、金属氧化物和金属间化合物中的任意一种或几种；

所述扩散层（2）的化学成分为Fe、或Fe与Li的合金，其余为不可避免的杂质；

所述镁基储氢层（3）的化学成分为Mg、Mg合金和Mg配位化合物中的任意一种或几种。

2.根据权利要求1所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述过渡金属为Pd、La、Zr、Ce、Pt、V、Ti、Ni、Cr和Y中的任意一种或几种，所述金属氧化物为ZnO、CuO和TiO₂中的任意一种或几种，所述金属间化合物为ZrV₂、LaNi₅、FeTi、Ti_xV_y和Zr_xPd_y中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述Fe与Li合金中的重量份数配比为：Fe︰Li=1︰1～4。

4.根据权利要求1或2所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述Mg合金为Mg与Al、Li、Ni、Ce、La的合金中的任意一种或几种；所述Mg配位化合物为Mg_xNi_y、Mg_xLa_y、Mg_xPa_y、Mg_xAl_yNi、Mg_xV_yTi_z、Mg_xLi_yTi_z、Mg_xLi_yNi_z和Mg_xAl_yNi_z中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述镁基储氢层（3）中Mg含量大于等于60%。

6.根据权利要求1或2所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述催化层（1）的厚度为1～10nm、扩散层（2）的厚度为1～10nm、镁基储氢层（3）的厚度为10～50nm。

7.根据权利要求6所述的镁基储氢薄膜，其特征在于：所述催化层（1）与镁基储氢层（3）的厚度比为1︰10～20；所述扩散层（2）与镁基储氢层（3）的厚度比为1︰10～20。

8.一种权利要求1所述镁基储氢薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将锡箔包裹在基板上，将易溶性有机物在2500～4500rpm的转速下旋转涂布在锡箔上，静置待其完全固化成膜，制得基底材料；

2）按所述配比称取催化层（1）、扩散层（2）和镁基储氢层（3）所需的原料，并制备成靶材；

3）通过物理沉积法将上述三种靶材按所述的层次沉积在步骤1）所制得的基底材料上，得到薄膜材料，该薄膜材料依次为催化层（1）、扩散层（2）、镁基储氢层（3）、扩散层（2）和催化层（1）；

4）将该薄膜材料与基底材料一起取下后，揉搓锡箔后，放入相对应的有机溶剂中浸泡20～120s，待易溶性有机物完全溶解后，取走锡箔；

5）将该薄膜材料和有机溶液在10000～25000rpm转速下离心20～60min，待分层后滤去上层溶液，再加入相对应的有机溶剂洗涤薄膜材料上残留的易溶性有机物，继续离心，然后再滤去上层溶液，循环反复此过程2～5次；

6）将该薄膜材料置于真空室温环境下干燥，除去其上的残留液；再通入氢气，并在250～350℃条件下微波热处理2～10min，最后在氢气环境中冷却至室温，得到镁基储氢薄膜材料。

9.根据权利要求8所述镁基储氢薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，易溶性有机物为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸和光刻胶中的任意一种或几种。

10.根据权利要求8或9所述镁基储氢薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，通入氢气后，气压保持为2.0～3.0kPa，微波功率为150～250W。