【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储氢材料制备领域，特别涉及一种室温可吸氢的镁钙多孔材料及其制备方法，该专利技术是在不锈钢网基底上用物理气相沉积的方法制备镁钙多孔材料，实现了室温下可吸氢的目的。
技术介绍
1、随着环境污染日益严重，我国正在大力发展清洁能源，降低碳排放。氢能以其资源丰富、燃烧热值高，清洁无环境污染等优点，是具有极大发展潜力的二次能源[1]。目前，氢能的储存和运输主要依靠高压储氢，即通过高压储氢容器储氢，或低温液态储氢。高压储氢容器具有很大的危险性，而低温液态储氢能量损失巨大，这给氢气的应用带来了很大的不便和经济成本。金属氢化物储氢作为一种新的化学储氢手段，不仅降低了氢气运输和储存过程中的危险性和能量损失的成本，并且具有更高的储氢体积密度[2]。金属镁是一种非常优秀的储氢材。它的质量轻、价格低、原料丰富、储氢能力强(纯镁的理论储氢量高达7.6％)、吸放氢平台好，是一种特别有前途的储氢材料[3]。然而其吸放氢温度高(＞300℃)，动力学差，难以获得实际应用。
2、目前，已有研究者通过纳米化、催化、球磨等手段期望实现镁合金室温下吸氢，如：xia等人[4]通过单分散纳米氢化镁在石墨烯上自组装，实现了镁室温下储氢；gao等人[5]通过tio2/mxene异质结构催化氢化镁，将镁吸氢温度降至175℃；rzeszotarska等人[6]通过不锈钢与氢化镁进行高能球磨制成的复合材料能在-50℃下吸氢。
3、但是，由于这些纳米镁颗粒，或者依附于前驱体形核长大(如石墨烯)，或者需要催化剂辅助(如tio2/mxene)等，使其质量
4、[1]zhu j，hu l，zhao p，et al.recent advances in electrocatalytichydrogen evolution using nanoparticles[j].chemical reviews，2020，120(2)：851-918.
5、[2]mohtadi r，orimo s i.the renaissance of hydrides as energymaterials[j].nature reviews materials，2016，2(3)：1-16.
6、[3]selvam p，viswanathan b，swamy cs，et al.magnesium and magnesiumalloy hydrides[j].1986，11(3)：169-192.
7、[4]xia g，tan y，chen x，et al.monodisperse magnesium hydridenanoparticles uniformly self-assembled on graphene[j].advanced materials，2015，27(39)：5981-5988.
8、[5]gao h，shi r，shao y，et al.one-step self-assembly of tio2/mxeneheterostructures for improving the hydrogen storage performance of magnesiumhydride[j].journal of alloys and compounds，2022，895：162635.
9、[6]rzeszotarska m，dworecka-wójcik j，a，et al.magnesium-basedcomplex hydride mixtures synthesized from stainless steel and magnesiumhydride with subambient temperature hydrogen absorption capability[j].journalof alloys and compounds，2022，901：36-40.
技术实现思路
1、本专利技术首次提出了一种室温下可吸氢的镁钙多孔材料及其制备方法，属于储氢材料领域。本专利技术通过采用一种物理气相沉积工艺，在不锈钢网基底上沉积一层镁钙多孔材料。该材料无需活化，可以直接用于室温下吸氢的目的。
2、本专利技术设计思路新颖，制备工艺简单，可用于室温下密闭环境中氢气的吸收、高纯氢气的过滤、以及聚变堆废气中氘和氚的回收等领域。
3、本专利技术具体内容如下：
4、首先，选取纯mg金属或纯ca金属，或mg和ca中间合金，使其质量比例在权利要求2所述的范围，将氧化层打磨掉，表面清洗干净，放入石英坩埚中，再将石英坩埚放置于石英样品室中，在样品室距离底部120～140mm的高度上固定1500～3000目的不锈钢网基底，在基底上放置不锈钢管道，并在管道中通入循环水进行冷却；
5、其次，将样品室与真空泵连接并密封，然后打开真空泵，不断抽真空，保持真空度在0.1～10pa；
6、再次，将样品室垂直放入管式炉中加热，使蒸发源合金在550～650℃的温度范围内保温1～2h，而基底温度保持在100～200℃；
7、最后，在真空条件下使制备的材料缓冷至室温，再通入空气并从样品室中取出所制材料，即为室温下可吸氢的镁钙多孔材料。
8、本专利技术的制备系统包括石英坩埚、管式炉、真空泵、样品室(石英管)等。
9、本专利技术的技术关键点：
10、(1)本专利技术所涉及的蒸发源合金，其中mg的质量含量为90％～50％，ca的质量含量为10％～50％。该蒸发源合金，可以是单独的纯mg金属或纯ca金属，也可以是mg和ca中间合金。
11、(2)专利技术以不锈钢网为基底，不锈钢网为1500目～3000目的不锈钢网，其孔径在3微米～10微米之间，通过一种物理气相沉积技术，在其表面沉积一层多孔镁钙合金，得到镁钙多孔材料。
12、(3)本专利技术所用的物理气相沉积技术，其沉积温度范围为550～650℃，所用的真空度为0.1～10pa，其沉积高度为120～140mm，沉积时间为1～2h，之后将样品置于真空冷却。
13、(4)沉积过程中在基底上铺有不锈钢管道，管道中通入循环水，使沉积过程中，基底温度保持在100～200℃。
14、本专利技术具有以下优点：室温可吸氢，无需活化，工艺简单，成本低廉，成品率高等优点。
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1.一种室温下可吸氢的镁钙多孔材料及其制备方法，其特征在于：采用一定Ca和Mg质量比的镁和钙金属或合金作为蒸发源，利用物理气相沉积方法使之蒸发，然后沉积在过冷的不锈钢网基底上，形成镁钙多孔材料。这种材料无需活化即可室温吸氢。
2.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：沉积所采用的蒸发源合金，其中Mg的质量含量范围为90％～50％，Ca的质量含量范围为10％～50％。该蒸发源合金，可以是单独的纯Mg金属或纯Ca金属，也可以是Mg和Ca中间合金。
3.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：所述的物理气相沉积工艺，其蒸发区域的温度范围为550～650℃，沉积区域的温度范围为100～200℃，真空度为0.1～10Pa，沉积高度为120～140mm，沉积时间为1～2小时，之后将样品置于真空中冷却。
4.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：通过权利要求3所述的制备工艺，沉积得到镁钙多孔材料，其材料中的相组成为Mg、Ca和CaMg2三种相。
5.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的
6.根据权利要求1室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：使用Sievert’s型储氢设备，在25℃～150℃、0.5～10MPa的条件下可以吸氢。吸氢时无需催化剂及活化处理。
...【技术特征摘要】
1.一种室温下可吸氢的镁钙多孔材料及其制备方法，其特征在于：采用一定ca和mg质量比的镁和钙金属或合金作为蒸发源，利用物理气相沉积方法使之蒸发，然后沉积在过冷的不锈钢网基底上，形成镁钙多孔材料。这种材料无需活化即可室温吸氢。
2.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：沉积所采用的蒸发源合金，其中mg的质量含量范围为90％～50％，ca的质量含量范围为10％～50％。该蒸发源合金，可以是单独的纯mg金属或纯ca金属，也可以是mg和ca中间合金。
3.根据权利要求1所述的室温下可吸氢的镁钙多孔材料，其特征在于：所述的物理气相沉积工艺，其蒸发区域的温度范围为550～650℃，沉积区域的温度范围为100～200℃，真空度为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：宋西平，张沛龙，
申请(专利权)人：北京浩运新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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