[发明专利]一种多孔储氢材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于储氢材料HPSB(Hydrolysis Production of Sodium Borohydride)领域，具体涉及一种多孔储氢材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展和人口的增长，人类对能源的需求越来越大。以煤、石油、天然气等为代表的化石能源属不可再生资源，而且石化能源的大量使用，还造成了越来越严重的环境污染问题。氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源引起了人们的广泛研究。但是，由于缺少方便有效的储氢材料和储氢技术，氢能的应用长期以来受到了很大的阻碍。目前研究的储氢材料种类很多，主要有储氢合金、配位氢化物、氨基化合物、有机液体、碳基材料和金属有机框架材料(MOF)等。这些储氢材料虽然各具优点，但是根据美国能源部（Department of Energy，DOE）所提出的储氢量≥6.5wt%、分解温度为60-120℃、低成本和低毒的目标，迄今为止，还没有一个体系能够满足所有的要求，因此，进一步发现和开发新型高性能的储氢材料仍旧是目前乃至今后的研究重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔储氢材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多孔储氢材料，该储氢材料由非晶相和稀土氧化物组成，所述储氢材料中稀土氧化物的质量分数为1-20%。

所述储氢材料是NaBH₄经过水解放氢反应后进行干燥而形成的。

所述水解放氢反应采用混合催化剂，混合催化剂为Co-B与所述稀土氧化物按Co-B:稀土氧化物的质量比为1:0.5-1.5进行混合而得到的。

所述干燥的条件为：10-30℃下干燥5-20天。

所述储氢材料的微观结构为片状的多孔结构。

所述稀土氧化物为Y₂O₃或CeO₂。

一种多孔储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将Co-B与稀土氧化物按Co-B:稀土氧化物的质量比为1:0.5-1.5进行混合，得混合催化剂；

2）按照NaBH₄碱性水溶液中NaBH₄的含量为NaBH₄碱性水溶液中NaBH₄与混合催化剂总质量的50-60%的比例将混合催化剂与NaBH₄碱性水溶液混合后于10-30℃下进行水解放氢反应（10-30分钟水解放氢反应即结束），水解放氢反应后进行过滤，将过滤得到的滤渣干燥5-20天得多孔储氢材料，干燥的温度为10-30℃。

所述Co-B的制备方法为：将1-3g硼氢化钠与3-15mL的pH值为13的氢氧化钠水溶液混合得混合物A，将0.05-0.4g氯化钴溶于3-8mL水中得混合物B，将混合物A与混合物B混合后在10-30℃下进行水解反应2-5分钟，水解反应结束后进行过滤，将过滤得到的滤渣在10-30℃下干燥12-24小时得Co-B。

所述稀土氧化物为Y₂O₃或CeO₂。

所述NaBH₄碱性水溶液的制备方法为：将NaBH₄溶解于pH为12-13的NaOH水溶液中，NaBH₄的质量分数为8-10%。

本发明的有益效果体现在：本发明所述多孔储氢材料由非晶相和稀土氧化物组成，微观结构为片状的多孔结构，具有储氢量大、吸放氢条件温和、吸氢速度快等特点，适合氢的高效储运及安全运输；本发明所述多孔储氢材料的制备方法工艺过程简单、易于控制，并且材料来自硼氢化钠水解产物，具有成本低的特点。

附图说明

图1为本发明所述多孔储氢材料在室温、3MPa的氢压下吸氢3-5mim，然后在真空、150℃放氢的放氢图，其中，a)多孔储氢材料掺杂的稀土氧化物为Y₂O₃；b)多孔储氢材料掺杂的稀土氧化物为CeO₂。

图2为本发明所述多孔储氢材料的XRD分析图，其中，a)掺杂Y₂O₃的多孔储氢材料未吸氢试样；b)掺杂Y₂O₃的多孔储氢材料吸氢后试样；c)掺杂CeO₂的多孔储氢材料未吸氢试样；d)掺杂CeO₂的多孔储氢材料吸氢后试样。