[发明专利]一种Mg-C纳米复合储氢材料的制备装置和制备方法

权利要求书

1.一种Mg-C纳米复合储氢材料的制备装置，其特征在于，包括一个管式炉系统，所述管式炉内设有石英管，所述石英管的两侧分别设有气体入口和气体出口，所述石英管内部设有一个石墨套管，所述石墨套管内用于放置原料金属镁，在所述石英管上靠近气体出口的一侧外部套有电感线圈，所述电感线圈连接有射频电源，所述石墨套管内放置原料金属镁的位置与套有所述电感线圈的位置之间为产品收集区域。

2.根据权利要求1所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备装置，其特征在于，所述石英管的气体出口连接有泵，用于调节所述石英管内的压力，所述石英管的气体出口与所述泵之间设有阀门。

3.根据权利要求1所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备装置，其特征在于，所述电感线圈的匝数为1-10匝。

4.一种利用权利要求1-3任一项所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备装置的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在所述石英管的所述石墨套管内放入原料金属镁，通过所述石英管的气体进口通入氩气，使用氩气将所述石英管内冲洗2-3次；

(2)通过所述石英管的气体进口通入氩气—烃类气体—氢气的混合气体，使所述石英管内的压力维持在10-200Pa之间；

(3)启动所述管式炉系统，加热所述石英管到设定温度400-700℃，其中升温速度控制在5-100℃/min，此时所述石墨套管内产生原料金属镁的蒸气；

(4)待达到设定温度时，启动所述射频电源，所述射频电源通过所述电感线圈在所述石英管内部产生辉光放电，所述射频电源的射频功率为20-500W，反应时间为20min-4h，以在所述产品收集区域处形成均匀的纳米复合结构的Mg-C纳米复合储氢材料。

5.根据权利要求4所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，步骤(2)中，所述氩气—烃类气体—氢气的混合气体中氩气的体积百分比为50％-95％，烃类气体的体积百分比为1％-50％，氢气的体积百分比为0-20％。

6.根据权利要求5所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，步骤(2)中，所述氩气—烃类气体—氢气的混合气体中氩气的体积百分比为80％-90％；烃类气体的体积百分比为2％-10％；氢气的体积百分比为0-5％。

7.根据权利要求4所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，步骤(2)中，所述管式炉系统的压力维持在50-100Pa之间。

8.根据权利要求4所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，步骤(3)中，加热所述石英管到设定温度550-650℃，所述管式炉系统中升温速度控制在10-20℃/min。

9.根据权利要求4所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，步骤(4)中，所述射频电源的射频功率为100-150W。

10.根据权利要求4所述的Mg-C纳米复合储氢材料的制备方法，还包括步骤(5)停止加热，待所述管式炉系统的温度降至450℃时关闭所述射频电源，待所述管式炉系统冷却至室温后，通过所述石英管的气体入口通入氩气使体系压力升至常压，打开所述管式炉系统，取出所述石英管内部的所述石墨套管，收集沉积在所述石墨套管内的Mg-C纳米复合储氢材料。