[发明专利]一种中空储氢多孔囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料技术，具体是一种中空储氢多孔囊的制备方法。

背景技术

硼氢化钠作为现今一种新型的配位化合物储氢材料，以其优良的环保、方便等特点成为储氢材料研究的热点之一。硼氢化钠的优点概括为：较金属类储氢材料而言，它在催化剂作用下遇水释放氢气，具有较高储氢效率，其理论储氢密度达10.8wt％；产氢纯度高，硼氢化钠水解产生的氢气不含一氧化碳及其他杂质，不需要纯化；安全、无污染，只有少量的水分，不会引起催化剂中毒；反应条件简单，反应易控制。反应的引发可以在低温下进行，不需要外部提供额外的能量；通过控制硼氢化钠催化剂的量，就可控制氢气产生的量和速度；硼氢化钠水溶液具有阻燃性，并且在加入稳定剂后能够稳定存在于空气中，储运和使用安全；反应的副产物硼酸钠对环境无污染，并且可以作为合成硼氢化钠的原料进行回收再利用。因此，硼氢化钠类储氢材料的制备方法一直在不断的改进，同时研究者对其水解反应制氢的技术研究也不断扩展，制备技术日趋成熟，各种催化剂被设计引进到反应当中，使硼氢化钠在将来能被用作燃料电池成为可能。

但硼氢化钠类储氢材料的规模化使用一直受到储存方法的限制。目前国内外采取的主要方法是水解法或热解法等。催化水解法一般采用金属催化剂与硼氢化钠水溶液进行反应。但由于硼氢化钠的自身水解性，通常要在其水溶液中加入氢氧化钠以抑制其自身水解，因此会带来如下问题：1.硼氢化钠的碱溶液运输不便；2.硼氢化钠的碱溶液易于腐蚀反应设备；3.硼氢化钠的水溶液降低了硼氢化钠的储氢密度。热解法通常先将硼氢化钠吸附到多孔的无机材料中，在使用时，需要加热释放氢气，而高温的使用，使得氢气释放不方便，存在隐患，并且储存硼氢化钠的多孔材料只能用能耐高温的无机材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种中空储氢多孔囊的制备方法。该制备方法工艺简单、易于操作能耗较低，无污染，所得中空储氢多孔囊结构稳定，易于贮存和使用，加入水即可释放氢气，适于工业化推广使用。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种中空储氢多孔囊的制备方法，该制备方法包括；

(1)负载催化剂中空多孔囊的制备：先配制中空多孔囊成囊体系，并在室温-60摄氏度温度下将各组分充分搅拌溶解，混合均匀，得高分子溶液；然后经管路和注射用针头把高分子溶液逐滴加入到凝固浴中，反应1-24小时成形后，即制得负载催化剂的中空多孔囊；所述中空多孔囊成囊体系如下配制：

聚偏氟乙烯      5-15wt％，

有机溶剂        65-93wt％，

催化剂前驱体    1-10wt％，

硼氢化钠        1-10wt％，各组分之和为100wt％，

其中，硼氢化钠与催化剂前躯体的摩尔比高于1；所述有机溶剂是指聚偏氟乙烯的良溶剂，包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜；所述催化剂前躯体是指氯化镍或氯化钴；所述催化剂是指催化剂前驱体与硼氢化钠反应生成的硼化镍或硼化钴；所述凝固浴是体积分数为0-50％所述有机溶剂的水溶液；

(2)中空储氢多孔囊的制备：将所得负载催化剂的中空多孔囊浸没于浸泡液中，浸泡时间6-10小时，待中空多孔囊充分吸附后，再经过滤和干燥工序后，即制得中空储氢多孔囊；所述浸泡液是指溶质质量浓度为5-25wt％的硼氢化钠或硼氢化锂的四氢呋喃溶液。

与现有技术相比，本发明制备方法工艺简单、易于操作，能耗较低，没有污染，适于工业化推广使用；所得的中空储氢多孔囊结构稳定，易于贮存，加入水即可实现氢气释放，简单方便，使用安全，适于携带。在申请人检索的范围内，有关采用中空多孔囊作为催化剂负载材料进而制备中空储氢多孔囊的文献，至今尚未见报道。

附图说明

图1为本发明中空储氢多孔囊的制备方法一种实施例所得中空储氢多孔囊的皮层及横截面形状结构电镜照片图；其中

a为纯聚偏氟乙烯所得中空储氢多孔囊的横截面电镜照片图；

b为添加致孔剂聚乙基吡咯烷酮所得中空储氢多孔囊的横截面电镜照片图；

c为添加致孔剂凹凸棒所得中空储氢多孔囊的横截面电镜照片图；

d为纯聚偏氟乙烯所得中空储氢多孔囊的皮层结构电镜照片图；

e为添加致孔剂聚乙基吡咯烷酮所得中空储氢多孔囊的皮层结构电镜照片图；

f为添加致孔剂凹凸棒所得中空储氢多孔囊的皮层结构电镜照片图；