[发明专利]纳米氢化钙及制备方法

说明书

技术领域

本项发明涉及纳米尺寸金属氢化物及制备方法，具体地说通过生成金属有机中间体后加氢制备纳米尺寸金属氢化物粉末的方法。

背景技术

纳米尺寸物质的研究已成为材料科学领域中的一个热点课题，而在储氢材料方面具有一定应用价值的纳米金属氢化钙的制备和性能研究也受到越来越多的关注。氢化钙不仅可以作储氢材料如作燃料电池原料，还可用于还原钛、锆、铌、钽、钼、和钨等一些金属的氧化物和卤化物制备纯金属粉末。此外，氢化钙还可以用于还原硼、硅等的卤化物制备硼烷、硅烷等。

纳米材料的制备是纳米科技的基础。纳米材料的制备通常分为物理方法和化学方法。化学法主要通过适当的化学反应，从分子、原子出发制备纳米材料。目前尚未见到有关纳米金属氢化钙及其制备方法的文献报道。

发明内容。

本项发明的目的是提供一种在0～60℃和常压的条件下，在有机溶剂中，金属钙在催化或引发剂作用下与多环芳烃有机物生成金属有机中间体后加氢，得到纳米尺寸的金属氢化钙粉末的方法。

催化剂是钛系化合物中的任意一种，优选的四氯化钛。

引发剂卤代烃是脂肪族卤代烃和芳香族卤代烃(R-X，Ar-X)中的任意一种，优选的是溴乙烷。

有机溶剂是甲苯、甲乙酮、吡啶、正丁醚、异戊醚、四氢呋喃、1，4-二氧六环中的任意一种，优选的是四氢呋喃。

多环芳烃是蒽、萘、菲中的任意一种，优选的是萘。

附图说明

图1是纳米氢化钙的XRD衍射图。图2是纳米氢化钙的透射电镜照片。

具体实施方式

下面通过具体实例对本项发明作进一步说明。

1.金属活化法制备纳米氢化钙

块状金属钙(华北地区特种化学试剂开发中心(天津)，纯度＞98.5％)，用钢锯锯成屑状，称取1.0g放在样品管中，在惰气气氛、200-400℃温度下活化2h，然后冷却加入到装有萘0.64g反应瓶中，抽空、充氢气、用注射器加入25mL THF和0.02mL溴乙烷，油浴控温45℃、电磁搅拌、开始反应，氢气吸收量用常压自动量气管测量。反应十分钟后无色溶液上层开始逐渐变成乳白色浑浊，反应半小时后开始吸氢。随着反应的进行，反应体系颜色逐渐加深，最终成为灰蓝色。约48小时加氢结束，离心分离出液相，用四氢呋喃洗涤三次，微热下(80℃)真空干燥2小时即得产品。

2.络合催化、引发制备纳米氢化钙

块状金属钙(同上)，用钢锯锯成屑状，称取1.0g，不经过加热活化步骤，注射器加入25mL THF、0.02mL溴乙烷，0.01mL TiCl₄，约46小时加氢结束。其他步骤与上述方法相同。

经过X射线多晶衍射仪测试其结构确认氢化钙为斜方晶系，(JCPDS-01-073-1391)图1。TEM透射电镜测定颗粒尺寸小于100nm，如图2所示。通过谢乐公式计算其颗粒尺寸与透射电镜测定测试结果一致。BET比表面仪测定为39m²/g。

纳米氢化钙性能应用

称取0.5g纳米氢化钙放在反应瓶中，加入1.4mL TiCl₄和27mL THF，室温、电磁搅拌开始反应，4小时后分析有纳米钛生成。同样条件下用市售的氢化钙反应4天也没有金属钛生成。表明物质变成纳米颗粒后，化学反应活性大大提高。