[发明专利]一种(NH4)2TiF6掺杂的硼基储氢材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储氢材料，具体是一种(NH₄)₂TiF₆掺杂的硼基储氢材料及制备方法。

背景技术

研究开发高效安全的储氢材料对于实现环境友好的“氢经济”至关重要。在过去十年里，轻金属硼氢化物比如LiBH₄, Mg(BH₄)₂, Ca(BH₄)₂等，由于它们拥有较高的质量和体积储氢密度，所以受到科学工作者的广泛关注。其中LiBH₄通过加热可以放出13.8 wt%的氢气，而成为极具潜力的储氢材料。但是在常压下，LiBH₄的起始脱氢温度高达300 ℃，严重制约其工业化应用。为了克服这一难题，科学工作者研究了大量策略。

其中通过正负氢结合的策略，对LiBH₄进行脱稳可以有效的降低其脱氢温度。比如有报道合成了LiBH₄·NH₃，进一步复合AlCl₃后可以使材料在150 ℃前脱氢达到9.0 wt%( Guo, Y., Xia, G., Zhu, Y., Gao, L., Yu, X. Chem Commun (Camb) 2010;46:2599-2601.)。这里利用了NH₃中的正氢原子来脱稳LiBH₄中的负氢原子。另一种常用的改进策略是直接催化剂掺杂。比如通过掺杂25 wt%的TiF₃，可以使LiBH₄在250 ℃前脱氢5.0 wt%( Y. H. Guo, X. B. Yu, L. Gao, G. L. Xia, Z. P. Guo and H. K. Liu, Energy Environ. Sci., 2010, 3, 465-470. )。我们创新性的采用(NH₄)₂TiF₆作为复合剂，结合正负氢和催化的协同作用改进LiBH₄的脱氢性能。

发明内容

本发明专利的目的在于通过掺杂(NH₄)₂TiF₆，合成(NH₄)₂TiF₆-LiBH₄复合储氢材料，利用(NH₄)₂TiF₆的复合和催化作用，改进LiBH₄的低温脱氢性能，方法简单，适宜大规模生产应用。

本专利涉及(NH₄)₂TiF₆掺杂LiBH₄复合储氢材料的制备方法，复合储氢材料的具体制备方法如下：

1）在手套箱将催化剂(NH₄)₂TiF₆和LiBH₄混合，作为样品待用；

2）将样品放入球磨罐中，球磨转速为200 r/min到400 r/min，球磨时间为1-4小时。

所述球磨罐容量为100 mL，催化剂装料量为0.1 g，球磨罐中装入直径为5-15 mm的钢球，保证球料质量比为50:1到100:1。

所述球磨转速为300 r/min，球磨时间为3小时，球料比为100:1。

所述球磨温度为室温，球磨气氛为高纯氩，球磨压力为常压。

产品测试：通过以上方法合成的储氢材料，起始脱氢温度降低到65 ℃，在90 ℃恒温脱氢，160 min内脱氢量达到3.9 wt%。同时材料的脱氢活化能也得到了降低。

本专利的优点在于：

a)掺杂材料(NH₄)₂TiF₆易得，价格较低廉。

b)对LiBH₄进行掺杂过程简单，易于操作。

c)通过掺杂少量的(NH₄)₂TiF₆，能够有效的改进LiBH₄的储氢性能。

附图说明