[发明专利]一种紫外光催化改性三氢化铝释氢装置及方法

说明书

本发明公开了一种紫外光催化改性三氢化铝释氢装置及方法，装置包括箱体、观察窗、紫外灯、玻璃皿、加热管和取物门，其中，观察窗设置在箱体的顶部；所述紫外灯设置在箱体内部，垂直方向上的中间位置，包括若干灯管；所述玻璃皿放置在箱体内部底面，紫外灯正下方，用于盛放三氢化铝；所述加热管设置在箱体底部，玻璃皿下方；所述取物门设置在箱体正面。本发明经紫外光催化处理的三氢化铝释氢温度明显下降，最大释氢速率明显提高，释氢量也略有上升，操作简便，可实行性强。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种紫外光催化改性三氢化铝释氢装置及方法。

背景技术

三氢化铝具有很高的储氢量，理论质量储氢量可达10.1wt％，体积储氢量达0.148kg H₂/L，远高于目前大多数金属氢化物，是一种极具潜力的高密度储氢材料，可用于燃料电池作为氢源。

三氢化铝在受热时会发生分解，但是由于分解过程存在诱导期，即受热最初没有氢空缺形成的集中空隙，无法形成金属铝核，释氢温度较高。目前国内外学者主要通过球磨和掺杂过渡金属(Ti，Nb等)或碱金属氢化物(LiH等)来提高AlH₃释氢性能。经球磨处理的AlH₃颗粒尺寸减小，比表面积增大，表面缺陷增多，利于释氢。AlH₃与LiH在球磨过程中机械合金化形成的LiAlH₄颗粒作为表面Al₂O₃层的窗口，有利于释氢。Ti的加入，能够增强LiAlH₄颗粒吸附性，进一步提高释氢性能。但球磨或掺杂等方法在实际应用中操作复杂，成本较高，不利于推广使用。

紫外光灯管是利用紫外光可对物质表面催化改性的特殊作用制成的灯管，广泛用于污水处理、杀菌消毒、印刷固化、粘接等领域。故，针对现有提高释氢性能的技术缺陷和紫外灯催化改性的应用效果，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种紫外光催化改性三氢化铝释氢装置及方法。在一定程度上降低了三氢化铝的释氢温度，同时提高了释氢速率和释氢量，提升了三氢化铝作为储氢材料用于燃料电池的性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种紫外光催化改性三氢化铝释氢装置，包括箱体、观察窗、紫外灯、玻璃皿、加热管和取物门，其中，

所述观察窗设置在箱体的顶部；所述紫外灯设置在箱体内部，垂直方向上的中间位置，包括若干灯管；所述玻璃皿放置在箱体内部底面，紫外灯正下方，用于盛放三氢化铝；所述加热管设置在箱体底部，玻璃皿下方；所述取物门设置在箱体正面。

优选地，所述箱体为长方体状或圆筒状。

优选地，所述箱体为金属结构，内部设置隔热材料。

优选地，所述加热管为水浴加热器。

优选地，所述紫外灯包括汞蒸气灯管或金属卤化物灯管。

基于上述目的，本发明还提供了一种紫外光催化改性三氢化铝释氢方法，包括以下步骤：

S10，称取三氢化铝5-20g，将其均匀平铺在箱体内的玻璃皿中；

S20，接通电源，打开紫外灯，三氢化铝经紫外光照射处理第一时间段后，关闭电源和紫外灯；

S30，收集紫外线照射处理后的三氢化铝，在Ar气氛下进行热重实验，等温度梯度升温，升温速率为10K/min；

S40，得到或计算释氢温度、最大释氢速率和释氢量。

优选地，所述第一时间段为1h或3h或5h。