[发明专利]一种亚微米棒状氢化铝镁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氢化铝镁的制备，具体涉及一种亚微米棒状氢化铝镁的制备方法。

背景技术

目前，人类社会迅猛发展，随之而来的是能源的紧缺和环境的污染，为实现可持续发展，对能源的环保要求越来越高，氢能是一种绿色能源，对环境没有任何污染，氢能利用的走向实用化、规模化的瓶颈是氢气的储存技术。固态氢储存技术具有氢储存能量密度高，安全性好等优点，被认为是最具有发展前景的储氢方式之一。

氢化铝镁是一种用途广泛的功能材料，其最重要的用途是做固态储氢材料。氢化铝镁具有高的氢储存量（9.3wt%）和低的氢释放温度（200℃以下，放出7wt%），受到了国内外研究者们的广泛重视。

国际上报道的氢化铝镁的合成主要有固相法和液相法两类。一种固相合成方法是固相离子交换法，该方法将氢化铝钠（或氢化铝锂）与氯化镁混合球磨，通过离子交换反应进行，涉及的反应方程式为：

（或）

该方法制备的氢化铝镁中含有57%的氯化钠（或50%的氯化锂），因此，该方法制备所得产物的氢储存量远远低于纯氢化铝镁的理论值，氢存储量仅为4.0wt%（或4.7wt%）。

另一种固相合成方法是将氢化镁与氢化铝混合后球磨，通过化合反应生成氢化铝镁，其涉及到的反应方程式为：

该方法的原料中有氢化铝，而氢化铝的合成非常困难，成本也相当高，并无商业化的试剂供应。

液相法合成氢化铝镁是将氢化铝钠与氯化镁在乙醚中长时间搅拌加热回流后蒸干，其涉及的反应方程式为：

然后进行索氏提取去除氯化钠，最后，在90℃条件下，进行长时间真空处理脱去乙醚，得到较高纯度的氢化铝镁。该方法需要长时间的搅拌及加热回流，对玻璃仪器的密封性要求较高，而且脱去乙醚的真空加热处理也需要较长的时间。

综上所述，现有氢化铝镁的制备方法都有各自难以克服的缺点，以至于到现在为止，即使是试剂级的氢化铝镁仍然未见商品供应，因此需要开发出一种简单易行的氢化铝镁合成方法。

现有的氢化铝镁制备方法都没有涉及产物的微观形貌，而微观形貌是材料性能的重要影响因素之一。因此，观察氢化铝镁的微观结构，并将微观结构与氢化铝镁的储氢性能相联系，对于氢化铝镁用于氢气存储具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种原料易得，操作简单的氢化铝镁制备方法，缩短了氢化铝镁的制备时间，可以制备得到高纯度的亚微米棒状氢化铝镁。

一种亚微米棒状氢化铝镁的制备方法，包括以下步骤：

（1）RAlH₄与MgX₂以摩尔比2:1混合后，进行固固球磨，加入有机溶剂后，进行液相球磨；

（2）分离球磨产物，得到氢化铝镁溶剂络合物溶液；

（3）除去氢化铝镁溶剂络合物溶液的溶剂和溶剂配体，得到亚微米棒状氢化铝镁；

其中，R为碱金属，X为卤素。

将RAlH₄与MgX₂以摩尔比2∶1混合后，常温下，进行固固球磨，将RAlH₄与MgX₂充分混合均匀，并且减小RAlH₄与MgX₂的粒径，使之更容易与后续加入的有机溶剂形成络合物，进而维持生成的氢化铝镁的形态结构。

作为优选，所述的R为锂、钠或钾。即所述的RAlH₄为氢化铝锂、氢化铝钠或氢化铝钾。

作为优选，所述的X为氟、氯、溴或碘。即所述的MgX₂为氟化镁、氯化镁、溴化镁或碘化镁。

作为优选，所述的有机溶剂为甲乙醚、甲丙醚、乙醚、乙丙醚、丙醚、异丙醚、四氢呋喃、二氧五环、二氧六环中的一种或几种。同时采用多种类型的有机溶剂时，用量比例没有严格限制。

所选用的有机溶剂应具有易挥发性，便于后续在较低的温度下蒸馏即可除去；所选用的有机溶剂可以溶解氢化铝镁，同时不能溶解反应生成的碱金属卤化物，保证在反应结束后，可以通过氢化铝镁与碱金属卤化物在所选溶剂中溶解度不同而进行快速分离；所选溶剂的挥发温度需低于氢化铝镁的分解温度，防止后续通过蒸馏除去溶剂时，氢化铝镁发生分解。

作为优选，所述步骤（1）中固固球磨的球料比为10～120∶1，固固球磨转速为200～600转/分钟，固固球磨时间为1～10小时。