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一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂的制备方法技术

技术编号:6654155 阅读:469 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂(Ca(BH4)2/LiBH4·NH3)的制备方法。具体步骤为:将硼氢化钙与一氨合硼氢化锂以摩尔比为1:1的比例混合,在惰性气体中研磨或球磨,即得所需产品。Ca(BH4)2/LiBH4·NH3作为一种新型高效储氢材料,具备优良的放氢性能,加热至80oC即可缓慢释放氢气,至250oC之前可释放12.3wt.%的高纯氢气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氢气存储技术及新材料合成领域,具体涉及。
技术介绍
氢是一种清洁的燃料,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢能的利用最关键的环节就是氢能的储存。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。轻质金属的硼氢化合物由于储氢量大(Ca(BH4)2为11. 4wt. %,LiBH4为18. 4wt. %等),近些年来成为储氢材料的研究热点。但是目前较高的放氢温度以及较慢的放氢动力制约了其大规模应用。近年来,B-N-H体系的化合物储氢材料,以具有较高的理论含氢量以及较低的起始放氢温度而赢得了广泛的关注,比如,金属氨硼烷络合物,氨络合金属硼氢化物等。其中,一氨合硼氢化锂(LiBH4 ·ΝΗ3,18. 2 wt. %)具有较高的氢含量被认为是一种潜在的储氢材料。然而,在其热解过程中大量的氨气连同氢气也被释放出来, 这对于其再燃料电池方面的应用是很不利的。最近,复合体系被成功的运用于改善B-N-H基储氢材料的性能,这种复合材料常常具备原材料所不具有的优异放氢性能。我们将Ca(BH4)2和LiBH4 · NH3这两种放氢性能并不理想的材料结合在一起制备成复合储氢材料Ca(BH4)2ZliBH4 · ΝΗ3。该物质在 80-250°C之间可释放12. 3 wt. %的高纯氢气。其中,LiBH4 · NH3的制备方法主要参考余学斌等的专利文献。参考文献Schlapbach, L. ; Zuttel, A. Natureimi, 414, 353—358.Roennebro, E. ; Majzoub, E. J. Phys. Chem.召2007,111, 12045-12047.Majzoub, Ε. H. ; Ronnebro, Ε. J. Phys. Chem. C2009, 113, 3352—3358.Custelcean, R. ; Jackson, J. Chem. Rev. 2001,101, 1963-1980.Hamilton, C. ; Baker, R. ; Staubitz, A. ; Manners, I. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 279-293.Xiong, Z. ; Yong, C. ; Wu, G. ; Chen, P. ; Shaw, W. ; Karkamkar, Α. ; Autrey, Τ. ; Jones, Μ. ; Johnson, S. ; Edwards, P. Nature Material, 7, 138-141.ffu, H. ; Zhou, W. ; Yildirim, Τ. J. Am. Chem. Soc. 2008,130, 14834-14839.Guo, Y. H. ; Yu, Χ. B. ; Sun, W. W. ; Sun, D. L. ; Yang, W. N. Angew. Chem. Int. Ed. 2011,50, 1087-1091.Chu, H. L. ; ffu, G. Τ. ; Xiong, Ζ. Τ. ; Guo, J. P. ; He, Τ. ; Chen, P. Chem.mater. 2010,22, 6021-6028.Soloveichik, G. ; Her, J. ; Stephens, P. ; Gao, Y. ; Rijssenbeek, J.; Andrus, Μ. ; Zhao, J. Inorg. Chem. 2008,47, 4290-4298.Guo, Y. H. ; Xia, G. L. ; Zhu, Y. H. ; Gao, L. ; Yu, Χ. B. Chem. Commun. 2010, 46, 2599-2601.Yu, Χ. B. ; Guo, Y. H. ; Sun, D. L. ; Yang, Ζ. Χ. ; Ranjbar, Α. ; Guo, Ζ. P. ; Liu, H. K. ; Dou, S. X. J. Phys. Chem. C2010, 114, 4733-4737.Tang, Ζ. W. ; Guo, Y. H. ; Li, S. F. ; Yu, X. B. J. Phys. Chem. ¢'2011, 115, 3188-3193.Chu, H. ; Xiong, Z. ; ffu, G. ; Guo, J. ; Zheng, X. ; He, T. ; Wu, C. ; Chen, P. Chem. Asian J. 2010,5, 1594-1599.Guo, Y. H. ; Gu, Q. F. ; Guo, Ζ. P. ; Mao, J. F. ; Liu, H. K. ; Dou, S. X.; Yu, Χ. B. J. Mater. Chem. 2011, in press.一种制备LiBH4* XNH3的方法;专利技术人余学斌,郭艳辉,夏广林,高梁;受理编号 200810204191. 8,授权编号:CN101746727A。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种新型高容量复合储氢材料硼氢化钙/ 一氨合硼氢化锂的制备方法,该物质可在250°C之前释放12. 3 wt. %的高纯氢气。本专利技术提出的高容量复合储氢材料硼氢化钙/ 一氨合硼氢化锂的制备方法,具体步骤如下将硼氢化钙与一氨合硼氢化锂以摩尔比为1 :1的比例混合,在惰性气体中研磨或球磨,即得所需产品。本专利技术中,使用研磨法时,硼氢化钙与一氨合硼氢化锂混合研磨不少于1小时;使用球磨法时,球料重量为30 :1,转速为500转/分钟,球磨时间为1-2小时。本专利技术中,Ca (BH4)2/LiBH4 -NH3的主要放氢方法为将其加热,温度在80°C_250°C之间。本专利技术具有以下几个方面显著优点1)、使用Ca(BH4)2ZliBH4 · NH3作为氢源材料,可于较低的加热温度下获得大量高纯氢气。2)、Ca(BH4)2ZliBH4 · NH3制备工艺简单,易于实现。3)、成本适中。附图说明图1 Ca(BH4)2ZliBH4 · NH3热分解性能谱图(a)为原料及产物的气体质谱图;(b) 为产物的气体释放曲线。图 2 原料 LiBH4 · NH3, Ca (BH4) 2 及产物 Ca (BH4) 2/LiBH4 · NH3 的高分辨 XRD 谱图。图3 Ca(BH4)2ZliBH4 · NH3的不同温度下恒温释放气体曲线。具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1 室温25°C下,将Ig LiBH4在氩气中放入到khlenk试管中,将试管抽真空后,缓慢通入氨气,达到0. Satm时停止通入氨气,反应20分钟后将试管抽至真空状态,持续真空3小时后停止反应,将产物于氩气中取出即得到LiBH4 · NH3。于手套箱内取0. 50g LiBH4 · NH3与0. 90g Ca(BH4)2混合,装入球磨罐后密封取出球磨。球磨条件为转数为 400-450转每本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂的制备方法,其特征在于具体步骤如下:将硼氢化钙与一氨合硼氢化锂以摩尔比为1:1的比例混合,在惰性气体中研磨或球磨,即得所需产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:余学斌唐子威郭艳辉
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:31

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