本发明专利技术提供了水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。本发明专利技术还提供了水解制氢用含铝组合物的制备方法，研磨过程中各种合金组分产生较多缺陷，促进组分间形成多种金属间化合物InSn4、InBi、In3Sn，缺陷以及金属间化合物的存在破坏了铝表面致密的氧化物，进而利于水解制氢反应的进行。本发明专利技术提供的含铝组合物在水解制氢过程中产氢量达到1210ml/g，产氢率达到97.2％。
Aluminum containing composition for producing hydrogen by hydrolysis and preparation method and application thereof
The present invention provides compositions containing the hydrolysis of hydrogen, made from raw material grinding quality includes the following content: Al percentage 60 ~ 95wt%, 0.5 ~ Ga 10wt%, In Sn 0.5 ~ 10wt%, 0.5 ~ 10wt%, Bi 0.5 ~ 10wt%, 0.5 ~ 10wt% Sr. The invention also provides a preparation method for the hydrolysis of hydrogen aluminum composition, in the grinding process of various components of the alloy have many defects and promote various intermetallic compounds InSn4, InBi, In3Sn formed between the components, and the existing defects of intermetallic compounds of aluminum oxide destroys the dense surface, and then to the hydrolysis of hydrogen reaction. The aluminum content of the invention can reach 1210ml/g in the process of hydrogen production by hydrolysis, and the hydrogen yield is 97.2%.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于制氢材料
，尤其涉及水解制氢用含铝组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
进入21世纪以来，能源问题一直备受世界各国的关注。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确指出：能源是未来15年我国科技发展的重要领域，低成本规模化开发利用清洁能源则是重点研究领域和优先资助课题。现阶段世界能源构成还是以煤、石油、天然气三大传统能源为主。由于三大传统能源的枯竭以及环境的日益恶化，刺激了全人类对于清洁能源的开发与应用。例如，海洋能、风能、生物能、地热能、太阳能、氢能等。氢能具有清洁无污染、燃烧性能好、来源广泛、可循环利用等优点，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。因此，氢能的大规模应用符合“绿色”发展的理念，对于全球循环经济以及人类社会的可持续发展具有十分重要的意义。虽然氢元素是地壳中含量最丰富的元素，但其很少以氢气单质的形式存在。因此，氢气要从含量丰富的水或其他物质中获得。目前，氢能工业化受到制氢技术、储氢技术和运氢技术等三方面限制而难于广泛实施。现阶段传统的制氢方法包括电解水制氢、化石燃料制氢以及生物制氢。电解水制氢需要消耗大量的电能，因而制约其发展。化石燃料制氢法由于在生产过程中既消耗化石燃料，又会产生CO、CO2等副产物，污染环境，限制了其广泛应用。生物制氢是一种很有前景的制氢方式，主要利用微生物生理代谢过程产生氢气以及生物质气化两种方式，具有成本低廉、环境效益好等优点受到各国科学家的高度重视，但产氢过程中的稳定性以及连续性一直是生物制氢技术应用中所面临的难题。在储氢方面，尚缺乏有效的贮氢方式，如采用气态储氢，体积庞大且能量密度低；如采用液态储氢，则要求超低温或超高压。在氢气运输方面，氢气虽然具有较好的潜在可运输性，但其极易泄漏，即使真空密封的氢燃料箱，每天泄漏率尚达2％，并且运输过程中的安全性也难以得到保证。为了化解上述问题，实现氢能有效安全利用的重要途径之一就是实现即时制氢。中国专利CN 101484382A提供一种制氢合金，由含有Al、Zn、Mg中的一种以上金属和Ga、Cd、In、Sn、Sb、Hg、Pb、Bi中的一种以上的金属构成，其制备方法是将两种金属在熔融状态下直接投入水中，进行冷却，获得合金块体材料。该专利能够实现实时制氢，但是存在着于制氢效果差的弊端，并且室温条件下只有少量气泡产生，当反应温度达到50℃时，才能发生较明显的产氢反应。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水解制氢用含铝组合物及其制备方法和应用，本专利技术提供的方案显著提高了含铝组合物的产氢率和产氢量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。优选的，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 85～95wt％，Ga 0.5～4wt％，In 0.5～4wt％，Sn 0.5～4wt％，Bi 0.5～4wt％，Sr 0.5～4wt％。优选的，所述Al、Ga、In、Sn、Bi和Sr的纯度大于95％。优选的，所述含铝组合物的粒径小于200目。本专利技术提供了上述技术方案所述的水解制氢用含铝组合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述原料混合，得到混合物料；(2)研磨所述步骤(1)得到的混合物料，得到水解制氢用含铝组合物；所述步骤(1)和所述步骤(2)在惰性气体气氛下进行。优选的，所述研磨为球磨。优选的，所述球磨的时间为1～12h。优选的，所述球磨的球料比为(5～25)：1。优选的，所述步骤(2)的研磨后还包括将所述研磨得到的物料封装，所述封装具体为氩气包装。本专利技术还提供了上述技术方案所述的含铝组合物或者上述制备方法得到的含铝组合物在制氢中的应用。本专利技术提供了一种水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。在本专利技术中，低熔点元素Ga、In、Sn和Bi以及化学性质活泼的Sr的加入，通过研磨的方式将原料混合均匀，促进多种金属间化合物的形成，有效破坏铝表面致密的氧化物，并且铝会固溶到镓中形成铝镓合金，阻碍铝表面氧化膜的形成，进而提高铝在制氢过程中的反应活性；采用研磨的方式将多种元素混合均匀，其中金属锶化学性质活泼，在水解制氢过程中，迅速生成Sr(OH)2，Sr(OH)2易电离出OH-，提供碱性环境，进一步促进含铝组合物水解制氢反应的在室温条件下顺利进行。本专利技术的实施例结果表明，本专利技术提供的含铝组合物在室温条件下，进行水解制氢，产氢量达到1210ml/g，产氢率达到97.2％。本专利技术还提供了水解制氢用含铝组合物的制备方法，研磨过程中各种合金组分产生较多缺陷，促进组分间形成多种金属间化合物InSn4、InBi、In3Sn，缺陷以及金属间化合物的存在破坏了铝表面致密的氧化物，进而利于水解制氢反应的进行。具体实施方式本专利技术提供了一种水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。本专利技术提供的含铝组合物，通过低熔点元素Ga、In、Sn和Bi以及化学性质活泼的Sr的加入，采用研磨的方式将原料混合均匀，促进多种金属间化合物的形成，有效破坏铝表面致密的氧化物，并且铝会固溶到镓中形成铝镓合金，阻碍铝表面氧化膜的形成，进而提高铝在制氢过程中的反应活性；采用研磨的方式将多种元素混合均匀，其中金属锶化学性质活泼，在水解制氢过程中，迅速生成Sr(OH)2，Sr(OH)2易电离出OH-，提供碱性环境，进一步含铝组合物水解制氢反应的顺利进行，实现了提高制氢效果的目的。在本专利技术中，以质量百分含量计，制备所述含铝组合物的原料包括60～95wt％的Al，优选为85～95wt％，本专利技术实施例中，具体为89wt％、90wt％、91wt％、92wt％或94wt％。在本专利技术中，所述Al优选以铝粉的形式加入，所述铝粉的粒径优选为小于500目，进一步优选为200～300目。在本专利技术中，以质量百分含量计，制备所述含铝组合物的原料包括0.5～10wt％的Ga，优选为0.5～4wt％，本专利技术实施例中，具体为1wt％、2wt％或3wt％。在本专利技术中，所述Ga优选以液体形式加入。在本专利技术中，以质量百分含量计，制备所述含铝组合物的原料包括0.5～10wt％的In，优选为0.5～4wt％，本专利技术实施例中，具体为1wt％、2wt％或3wt％。在本专利技术中，所述In优选以铟粉的形式加入，所述铝粉的粒径优选为小于500目，进一步优选为200～300目。在本专利技术中，以质量百分含量计，制备所述含铝组合物的原料包括0.5～10wt％的Sn，优选为0.5～4wt％，本专利技术实施例中，具体为1.5wt％、2wt％、3wt％或3.5wt％。在本专利技术中，所述Sn优选以锡粉的形式加入，所述锡粉的粒径优选为小于500目，进一步优选为2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。
【技术特征摘要】
1.一种水解制氢用含铝组合物，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～95wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sn 0.5～10wt％，Bi 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％。2.根据权利要求1所述的含铝组合物，其特征在于，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 85～95wt％，Ga 0.5～4wt％，In 0.5～4wt％，Sn 0.5～4wt％，Bi 0.5～4wt％，Sr 0.5～4wt％。3.根据权利要求1～2任一项所述的含铝组合物，其特征在于，所述Al、Ga、In、Sn、Bi和Sr的纯度大于95％。4.根据权利要求1～2任一项所述的含铝组合物，其特征在于，所述含铝组合物的粒径小于200目。5.权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：董仕节，杜辉，杜明，罗平，官旭，
申请(专利权)人：西安海晶光电科技有限公司，湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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