一种(NH4)2TiF6掺杂的硼基储氢材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂对LiBH4进行复合催化，制备新型(NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料，属于材料发明专利技术领域。该复合材料通过机械球磨法制备而得，当(NH4)2TiF6掺杂量为1-20 wt%时，该材料的起始脱氢温度降低到65℃，在90℃恒温脱氢，160 min内脱氢量达到3.9 wt%。同时材料的脱氢活化能也得到了降低。本发明专利技术球磨制备的复合储氢材料具有很好的脱氢性能，由(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂掺杂改善LiBH4高效储氢材料在较低温度下表现出了良好的脱氢性能。

【技术实现步骤摘要】
一种(NH4)2TiF6掺杂的硼基储氢材料及制备方法
本专利技术涉及储氢材料，具体是一种(NH4)2TiF6掺杂的硼基储氢材料及制备方法。
技术介绍
研究开发高效安全的储氢材料对于实现环境友好的“氢经济”至关重要。在过去十年里，轻金属硼氢化物比如LiBH4,Mg(BH4)2,Ca(BH4)2等，由于它们拥有较高的质量和体积储氢密度，所以受到科学工作者的广泛关注。其中LiBH4通过加热可以放出13.8wt%的氢气，而成为极具潜力的储氢材料。但是在常压下，LiBH4的起始脱氢温度高达300℃，严重制约其工业化应用。为了克服这一难题，科学工作者研究了大量策略。其中通过正负氢结合的策略，对LiBH4进行脱稳可以有效的降低其脱氢温度。比如有报道合成了LiBH4·NH3，进一步复合AlCl3后可以使材料在150℃前脱氢达到9.0wt%(Guo,Y.,Xia,G.,Zhu,Y.,Gao,L.,Yu,X.ChemCommun(Camb)2010;46:2599-2601.)。这里利用了NH3中的正氢原子来脱稳LiBH4中的负氢原子。另一种常用的改进策略是直接催化剂掺杂。比如通过掺杂25wt%的TiF3，可以使LiBH4在250℃前脱氢5.0wt%(Y.H.Guo,X.B.Yu,L.Gao,G.L.Xia,Z.P.GuoandH.K.Liu,EnergyEnviron.Sci.,2010,3,465-470.)。我们创新性的采用(NH4)2TiF6作为复合剂，结合正负氢和催化的协同作用改进LiBH4的脱氢性能。
技术实现思路
本专利技术专利的目的在于通过掺杂(NH4)2TiF6，合成(NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料，利用(NH4)2TiF6的复合和催化作用，改进LiBH4的低温脱氢性能，方法简单，适宜大规模生产应用。本专利涉及(NH4)2TiF6掺杂LiBH4复合储氢材料的制备方法，复合储氢材料的具体制备方法如下：1）在手套箱将催化剂(NH4)2TiF6和LiBH4混合，作为样品待用；2）将样品放入球磨罐中，球磨转速为200r/min到400r/min，球磨时间为1-4小时。所述球磨罐容量为100mL，催化剂装料量为0.1g，球磨罐中装入直径为5-15mm的钢球，保证球料质量比为50:1到100:1。所述球磨转速为300r/min，球磨时间为3小时，球料比为100:1。所述球磨温度为室温，球磨气氛为高纯氩，球磨压力为常压。产品测试：通过以上方法合成的储氢材料，起始脱氢温度降低到65℃，在90℃恒温脱氢，160min内脱氢量达到3.9wt%。同时材料的脱氢活化能也得到了降低。本专利的优点在于：a)掺杂材料(NH4)2TiF6易得，价格较低廉。b)对LiBH4进行掺杂过程简单，易于操作。c)通过掺杂少量的(NH4)2TiF6，能够有效的改进LiBH4的储氢性能。附图说明图1.LiBH4-(NH4)2TiF6复合储氢材料的XRD谱图。图2.9(NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料在90oC的恒温脱氢性能。图3.9(NH4)2TiF6:LiBH4复合储氢材料在不同升温速率下的DSC曲线。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述。实施例1：用(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂对LiBH4进行掺杂。在手套箱中分别称取0.1g(NH4)2TiF6和0.9gLiBH4，放入容量为100mL的球磨罐中，球磨罐中放入直径为10mm的钢球20颗，保证球料比为100:1。将球磨罐置于球磨机中，设定转速为300r/min，时间为4小时，最后得到的样品即为9(NH4)2TiF6:LiBH4复合储氢材料。对制备的9(NH4)2TiF6:LiBH4复合储氢材料进行XRD物相表征，此表征是用X射线衍射仪(X’PertMPDPRO,CuKa,40kV,40mA)进行的。XRD表征结果显示，复合储氢材料中仍然有(NH4)2TiF6的衍射峰，但是LiBH4的衍射峰消失，说明LiBH4在球磨过程中发生无定型变化，或者与(NH4)2TiF6反应。同时复合材料中出现(NH4)LiTiF6,NH4F,LiF,推测球磨过程中发生以下反应：1.2LiBH4+(NH4)2TiF6NH4BH4+(NH4)LiTiF62.(NH4)LiTiF6NH4F+LiF+TiF4而复合材料中没有发现NH4BH4和TiF4的衍射峰，是由于它们以无定型形式存在。将NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料，在美国AdvancedMaterialsCorporation公司生产的气体反应控制装置Sieverts-typePCT上对其恒温脱氢性能进行测试。每次测试用样量约为100mg。样品放入装置后先反复抽空三次充入氢气，最后持续抽空10min，开始测试。用设定温度的加热炉对样品进行快速加热，加热到设定温度需时约5到10分钟。测试结果显示，复合储氢材料在90oC，160min内脱氢达到3.9wt%，说明材料具有优越的低温脱氢性能。4264复合储氢材料在不同升温速率下的DSC曲线将(NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料，在TAQ1000仪器上进行DSC测试。每次测试称取样品1.5mg左右，放入50微升铝制坩埚中，以不同的升温速率进行DSC测试。测试结果显示，复合储氢材料在70oC，260oC出现两个吸热峰，在75-112oC，120-155oC度出现两个宽的放热峰。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用(NH4)2TiF6掺杂的硼基复合储氢材料，其特征在于：所述 (NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂, 所述硼基储氢材料是由 (NH4)2TiF和LiBH4球磨而成，(NH4)2TiF6掺杂到LiBH4中的量为硼基储氢材料质量的5‑20 wt%。

【技术特征摘要】
1.一种用(NH4)2TiF6掺杂的硼基复合储氢材料，其特征在于：以(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂对LiBH4进行掺杂而成，(NH4)2TiF6掺杂到LiBH4中的量为硼基储氢材料质量的5-20wt%；其制备方法包括如下步骤：在手套箱将(NH4)2T...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立贤，李志宝，徐芬，孙一新，姜侠，王自强，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45