[发明专利]稀土二硼二碳材料与水反应制备氢、氧和烃类混合气体的方法

说明书

本发明涉及高性能陶瓷材料领域，具体为稀土二硼二碳材料与水反应制备氢、氧和烃类混合气体的方法。以氧化稀土粉、碳化硼粉和石墨粉为原料制备稀土二硼二碳粉体，将适量配比的原料粉经物理机械方法混合6～12小时，烘干、过筛后装入石墨坩埚，然后放入通有高纯氩气的烧结炉内进行烧结，升温速率5～20℃/分钟，烧结温度1800～2200℃、保温1～8小时。将制备的稀土二硼二碳粉体过500目筛，室温下与去离子水混合，即可制备氢气氧气和烃类等成分丰富的混合气体：氢气和氧气为主要成分，烃类包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯和丁烯等，甚至还含少量的一氧化碳和二氧化碳。该材料与水反应过程及气体产物在能源、化工、机械等行业具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及高性能陶瓷材料领域，具体为一种稀土二硼二碳材料与水反应制备氢、氧和烃类混合气体的方法。

背景技术

REB₂C₂材料具有层状晶体结构，可以描述为RE片层与B₂C₂片层在c轴方向上交替堆垛而成。目前，对REB₂C₂材料，除了研究其晶体结构外，主要集中在磁性能和电性能方面，而关于REB₂C₂材料的化学活性和力学性能研究较少。文献1：Journal of Inorganic andNuclear Chemistry 1967,29:375-382中SmithP.K.等人用电弧熔炼法制备了GdB₂C₂材料，并以此为例研究了REB₂C₂相的鉴别与表征以及RE-B-C体系中各种相之间的关系。文献2：ScriptaMaterialia2016,124:86-89中Zhao G.R.等制备的YB₂C₂材料具有典型的片层状结构、优异的抗损伤容限性和良好的可加工性。文献3：Ceramics International 2019,45(2):1857-1867中Bao W.Z.等人利用“第一性原理”计算了REB₂C₂材料的结构、弹性各向异性和热导率等。

文献4：Journal of the Less-Common Metals 1991,170:191-198中Mccolm I.J.等人研究发现稀土二碳(REC₂)材料与H₂O反应可产生H₂、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、和C₄H₆等烃类。此外，电解水制备H₂和O₂的技术早已为人们所熟知并加以利用。然而，能与水反应同时产生H₂、O₂、和CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、C₃H₈、C₃H₆、C₄H₈等烃类的材料尚未见报道，尤其反应在室温下即可进行，且反应过程中不需额外提供能量。

发明内容