[发明专利]一种制氢用表面改性铝粉的制备方法及其制氢方法

说明书

本发明属于制氢技术领域，具体涉及一种制氢用表面改性铝粉的制备方法及其制氢方法。一种制氢用表面改性铝粉的制备方法包括如下步骤：(1).将铝粉、氢氧化铝粉末和碳酸氢铵加入到无水乙醇中，超声分散30～60min混合均匀后，转移至高能球磨机中进行球磨；(2).将步骤（1）球磨产物倒入坩埚中，将坩埚置于真空炉中进行烧结；(3).将步骤（2）烧结后的产物经冷却，研磨粉碎后过筛，取筛后粉末与水解添加剂混合后，在无水乙醇溶剂中进行混料，之后在50～60℃的真空烘箱中烘干，获得表面负载疏松氧化铝层的改性铝粉。本发明工艺简单，制氢效率高，使用工艺为常用陶瓷工业的工艺，生产流程极易工业化。

技术领域

本发明属于制氢技术领域，具体涉及一种制氢用表面改性铝粉的制备方法及其制氢方法。

背景技术

在气候变化和能源经济转换的背景下，从化石燃料向可再生能源的过渡已成为人们的共识。氢由于其清洁、高能量密度和再生性能，被认为是一种很有前途的能源载体，特别是可再生能源。目前的制氢手段包括电解水、光解水、化石燃料制氢、及有机物重整等。这些方法都有很多缺点，如效率低、价格高、能耗高、不环保。金属基材料水解制氢具有环境友好，携带方便等优势，在移动制氢领域具有较为优异的前景。

目前金属基水解制氢的主要原料包括金属合金及金属氢化物，在水解过程中产生的氧化物会显著抑制制氢反应的继续进行，因此其效率普遍不高。目前的主流解决方案为合金化并加入氯化钠溶液并进行球磨，通过氯化钠电解液促进合金的原电池反应，腐蚀表面的氧化层，然而这种方法对于水解的促进效果有限，其原电池反应速率较慢，因此对连续制氢的速率限制较大。因此，提高金属基材料制氢速率和反应活性的研究具有十分重要的实际意义。

申请号为201110261715.9 的专利申请公开一种铝粉制氢的固体组合物，由铝粉、食盐和硅溶胶组成，按质量份数其中含铝粉为2~20份，食盐为0~1份，硅溶胶0.5~3份，酒精0.01~0.1份。其依靠硅溶胶的粘结性，把铝粉和食盐的颗粒物经过捏合，制成一定的固体形状，改善化学反应的微观界面，提高了反应的连续性，应用于高效制氢提高反应速度和制氢效率，稳定可控，具有很高的实用价值。

申请号为200810053044.5的专利申请公开一种制氢用铝粉浆及其制备工艺，制氢用铝粉浆，每份铝浆中包括有：铝粉50-80g；水30-100ml；防沉剂1-5g；分散剂30-100ml；表面活性剂0.05g-0.5g；氯化钠稳定剂0.05-0.5g。工艺包括有：1.将1-5g防沉剂加入30-100ml、50℃-80℃热水中，溶解，冷却；2.将0.05g-0.5g表面活性剂和0.05-0.5g氯化钠稳定剂放入1所得液体中搅拌；3.量取30-100ml分散剂；4.向3中加入5-20ml表面活性剂，搅拌；5.称量50-80g的铝粉，将4所得液体体积的1/2加入称量好的铝粉中，搅拌润湿；6.将4所得的另一半液体和2所得的液体混合均匀；7.将6所得的液体缓慢倒入5的铝粉中搅拌；8.将7所得的浆料进行乳化，制得铝粉浆料。本发明具有极高的稳定性，该铝粉浆料具有制备简单、成本低廉、储存使用安全方便等优点，可作为车载燃料电池的供给原料。

申请号为201810967393.1的专利申请公开了一种高能球磨增强活化铝制氢材料及其制备方法。所述制氢材料包括以下重量份数的组分：铝粉80~95份、无水柠檬酸或冰醋酸中的至少一种5-20份和有机溶剂0.8~1.2份。本发明采用高能球磨增强与铝粉的接触、碰撞，达到高效去除氧化铝钝化层、提高铝粉活性的目的，用无水乙醇清洗后、雾化干燥得到活化铝粉材料，该材料能有效遇水反应产生氢气。本发明制备工艺简易、生产效率高，避免了制造惰性气氛对设备和工艺造成的复杂环节；并且制得的制氢材料的产氢量高，转化率达到98%以上。