一种Ag修饰La-Mg-Ni型储氢合金的制备方法及其作为DBFC阳极催化剂的应用技术

本发明专利技术涉及一种Ag修饰La

【技术实现步骤摘要】
一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法及其作为DBFC阳极催化剂的应用


[0001]本专利技术涉及合金材料
，尤其涉及一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法及其用作直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂的应用。

技术介绍

[0002]随着人类对能源的需求日益增加，开发新能源和新能源技术越来越受到人们的重视。直接硼氢化物燃料电池(Direct Borohydride Fuel Cell,DBFC)利用硼氢化物的碱性溶液作为燃料、O2/空气/H2O2为氧化剂，在催化剂作用下发生氧化、还原反应，将BH4‑
化学能在阳极催化剂作用下直接转化为电能的装置。该燃料电池中所用燃料——硼氢化物是一类含氢量很高的化合物，硼氢化物化学能的利用实质是氢能的利用。可见，DBFC是将氢能和燃料电池结合在一起的一种新能源技术。DBFC作为一种新型燃料电池，由于具有理论电压高(阴极为氧气时，为1.64V)、能量密度大(～9300Wh/kg)、无污染、安全等优点，受到国内外研究者的广泛关注。然而，DBFC性能很大程度上取决于硼氢化物在阳极上发生的电化学反应，而阳极上的电化学反应又直接受阳极催化剂的控制。因此，有关DBFC方面的研究多数都集中在其阳极催化剂。
[0003]用于阳极催化的有贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属例如Pt、Pd、Au、Ag等直接催化对电化学氧化反应具有良好的催化活性；还有研究将贵金属用电化学沉积法沉积在碳载体上进行催化。Amendola等用电化学沉积法将Au粒子沉积到碳布上作阳极，扫描电镜发现，Au粒子均匀分散在碳布上；Chatenet等还通过循环伏安法比较了块状金属和以碳为载体的纳米金属颗粒的催化活性，发现BH4‑
在以碳为载体的纳米金属上的起峰电位比在块状金属上降低了约0.1V，表现出较好的动力学性能。然而，贵金属昂贵的价格使其作为催化剂的应用受到极大限制。非贵金属催化主要为储氢合金的催化，储氢合金作为DBFC阳极催化剂不仅具有直接催化能力，而且还可以将水解反应产生的氢吸附(或存储)，再以电能形式释放出来，通过双重作用来提高燃料利用率。与贵金属相比，储氢合金在成本上有一个大幅度的下降。因而储氢合金被认为是一种极具潜力的非贵金属DBFC阳极催化剂。但相比于贵金属，储氢合金催化剂催化活性比较低，主要是储氢合金表面在碱性电解液中极易氧化，容易形成惰性电极。如何保护储氢合金催化剂不氧化，提高其催化性能，发挥其特有的催化特性是需要我们解决的一个问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的首要专利技术目的在于提出了一种贵金属Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，利用紫外照射法用贵金属Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金，使储氢合金的表面不易被氧化；本专利技术的第二专利技术目的在于提出了该方法制备的Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金；本专利技术的第三专利技术目的在于提出该储氢合金在直接硼氢化物燃料电池(DBFC)制备中的应用，能够大大增加电池阳极反应的转移电子数，并且成本远低于直接使用贵金属。
[0005]为了实现本专利技术的目的，采用的技术方案为：
[0006]本专利技术一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金及其制备方法和在直接硼氢化物燃料电池制备中的应用所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007](1)储氢合金的制备：以稀土金属La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种、金属Co、Mn、Al中的一种或多种及中间合金Mg
2.5
Ni进行感应熔炼，制备得La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金；
[0008](2)Ag表面修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金：
[0009]a.配制聚乙烯醇(PVP)溶胶；
[0010]b.配制AgNO3溶液；
[0011]c.制备PVP+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物；
[0012](3)Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的；将步骤(2)制得的PVP+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物置于紫外氙灯下照射得到Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金。
[0013]作为优选：所述步骤(1)中感应熔炼炉的温度为660～1600℃。
[0014]作为优选：所述步骤(1)中过量添加计算出Mg含量的9％。
[0015]作为优选：所述步骤(2)中聚乙烯醇溶胶的配制方法为：称取适量PVP颗粒添加到适量蒸馏水中，搅拌制得均匀的PVP溶胶，密封待用。
[0016]作为优选：所述步骤(2)中AgNO3溶液的配制方法为：称取适量纯度大于99.8％的AgNO3粉末加入到蒸馏水中，制备成浓度为4～8mol/L的AgNO3溶液移入棕色瓶中避光待用。
[0017]作为优选：所述步骤(2)中聚乙烯醇溶胶+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物的制备方法为：称取适量步骤(1)制得的La
‑
Mg
‑
Ni合金粉末添加到适量步骤(2)制得的PVP溶胶溶液中，搅拌均匀后再缓慢加入浓度步骤(2)制得的硝酸银溶液，配制成均匀的PVP+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物。
[0018]作为优选：所述步骤(3)中紫外氙灯的照射条件为：照射电流12～15A，照射时间20
‑
25min。
[0019]一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金，由上述的制备方法制备而得，所述La
‑
Mg
‑
Ni储氢合金通式为La1‑
x
Mg
x
Ni
2.485
Co
0.525
Mn
0.28
Al
0.21
，其中，0.15≤x≤0.375。
[0020]作为优选：所述合金分子式为：La
0.7
Mg
0.3
Ni
2.485
Co
0.525
Mn
0.28
Al
0.21
。
[0021]本专利技术上述Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金或由上述制备方法制备得到的Ag修饰La
‑
Mg
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备：以稀土金属La，金属Co、Mn、Al及中间合金Mg
2.5
Ni进行感应熔炼，制备得La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金；(2)聚乙烯醇(PVP)+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物的制备：a.配制聚乙烯醇(PVP)溶胶；b.配制AgNO3溶液；c.制备聚乙烯醇(PVP)+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物；(3)Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备：将步骤(2)制得的聚乙烯醇(PVP)+AgNO3/La
‑
Mg
‑
Ni混合物置于紫外氙灯下照射得到Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金。2.根据权利要求1所述的Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中感应熔炼炉的温度为660～1600℃。3.根据权利要求1所述的Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中过量添加计算出Mg含量的9％，弥补金属Mg的烧损。4.根据权利要求1所述的Ag修饰La
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Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中聚乙烯醇溶胶的配制方法为：称取适量聚乙烯醇颗粒添加到适量蒸馏水中，搅拌，制得聚乙烯醇溶胶，密封待用。5.根据权利要求1所述的Ag修饰La
‑
Mg
‑
Ni型储氢合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中AgNO3溶液的配制方法为：称取适量纯度大于99.8％的AgNO3粉末加入到蒸馏水中，制备成浓度为4～8mol/L的AgNO3溶液，移入棕色瓶中避光待用。6.根据权利要求1所述的Ag修...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓，刘昕瑀，那仁格日乐，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：