[发明专利]一种多孔二硼化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔金属化合物的制备领域，具体涉及一种多孔二硼化铝的制备方法。

背景技术

氢能是一种绿色、可再生的能源，具有良好的应用前景。但是氢能在得以广泛应用前，首先要寻找到一种能大量存储氢气的材料。作为一种新型的金属配位氢化物，硼氢化锂(LiBH₄)的理论质量储氢密度高达18.3％，能很好地满足移动储氢载体的应用需求。但是，LiBH₄的可逆条件苛刻，氢化锂(LiH)和单质硼(B)需要在600℃以及35MPa的氢气条件下才会反应生成LiBH₄。金属间化合物是指金属与金属或与类金属元素之间形成的化合物；文献报道，金属间化合物AlB₂在较为温和的条件下可以和LiH以及氢气反应生成LiBH₄(Friedrichs O，Kim JW，Remhof A，Buchter F，Borgschulte A，Wallacher D，Cho YW，Fichtner M，Oh KH，Zuttel A.Theeffect of Al on the hydrogen sorption mechanism of LiBH₄.PhysicalChemistry Chemical Physics，2009(11)1515-1520)。目前的研究表明，氢气的扩散是限制LiBH₄再生的主要因素。因而，制备出具有多孔结构的AlB₂，对提高LiBH₄再生动力学性能具有重要影响。

单质铝和硼生成AlB₂的共晶温度约为980℃。Al的熔点约为660℃，远低于B的熔点2027℃，由于熔点差别悬殊，通过熔融的方法制备AlB₂可行性不高。已有文献报道，单质铝和硼氢化锂可以反应生成AlB₂(DjordjeMirkovic，Joachim Grobner，Rainer Schmid-Fetzer，Olga Fabrichnaya，HansLeo Lukas，Experimental study and thermodynamic re-assessment of Al-Bsystem.Journal of Alloys and Compounds，384(2004)168-174.)。通常，普通的Al颗粒表层覆盖有一层致密的氧化膜，严重降低了Al颗粒的活性；同时，由于普通Al颗粒的颗粒度较大，分散不均匀，因而不能很好地同LiBH₄反应生成AlB₂。

发明内容

本发明提供了一种多孔二硼化铝的制备方法，该方法操作简单，适于工业化生产。

一种多孔二硼化铝的制备方法，包括：

以氢化铝锂(LiAlH₄)和硼氢化锂(LiBH₄)为原料，制备具有多孔结构的二硼化铝(AlB₂)；所述的LiAlH₄和LiBH₄的摩尔比为1∶1～1∶3。

本发明发现，具有多孔结构的AlB₂可以很好地提高LiAlH₄-LiBH₄复合体系放氢样品再吸氢的速率。如果LiBH₄的量太少，则生成的AlB₂孔隙度将会降低；相反，如果LiBH₄的量过多，多余的B则包覆在粉末颗粒外层，同样不能生成该多孔结构。

为了节约资源，并达到更好地效果，优选：

所述的多孔AlB₂的制备方法，具体包括步骤：

(1)将LiAlH₄和LiBH₄混合后，在惰性气体保护下机械球磨使其混合均匀，得到LiAlH₄和LiBH₄混合物；

(2)向上述LiAlH₄和LiBH₄混合物中通入氢气，升温至450℃～550℃(优选500℃)，制得具有多孔结构的AlB₂。

步骤(1)中，机械球磨的时间为4.5h～5.5h，进一步优选5h。

所述的惰性气体包括本领域广义范围内的惰性气体，一般选用氮气、氦气、氩气等中的一种。

步骤(2)中，升温时的升温速率为1℃/min～5℃/min。