[发明专利]一种高容量轻质石墨烯催化稀土镁铝基贮氢材料及制备方法

权利要求书

1.一种高容量轻质石墨烯催化稀土镁铝基贮氢材料，其特征在于：

该贮氢材料包括稀土镁铝基贮氢合金和石墨烯催化剂GR，其中：稀土镁铝基贮氢合金具有以下化学式组成：Re_aMg_100-a-b-cAl_bNi_c，其中Re为稀土元素镧、铈、镨、钕中的一种，a、b、c为对应元素的原子百分比，5≤a≤20，5≤b≤40，0≤c≤10，10≤b+c≤40；石墨烯催化剂GR按质量百分比含量计占最终贮氢材料的比例为：1％≤GR≤10％。

2.根据权利要求1所述的贮氢材料，其特征在于：

该贮氢材料通过如下步骤制备：称量—熔炼—快淬—气流磨—球磨。

3.根据权利要求1所述的贮氢材料，其特征在于：

所述石墨烯为在球磨步骤加入的球磨催化剂。

4.根据权利要求1所述的贮氢材料，其特征在于：

该贮氢材料的最优成分为：a＝10，b＝10，c＝5；石墨烯催化剂GR的质量百分比占最终贮氢材料的比例为5％。

5.一种如权利要求1中所述的高容量轻质石墨烯催化稀土镁铝基贮氢材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：

a.配料：按稀土镁铝基贮氢合金的化学式组成称量所需原料；

b.熔炼：将称量好的原料置于感应熔炼炉内，在真空和/或保护气氛下熔炼，然后浇注得到铸锭合金；

c.快淬：将得到的铸锭合金置于底部具有狭缝的石英管内，抽真空后感应加热至熔化，然后用高纯氦气将熔融合金从石英管狭缝喷出，连续喷射在高速旋转的水冷铜辊之上，得到快淬态合金薄片；

d.气流磨：将得到的快淬态合金薄片置于气流磨粉碎室，通过超音速喷嘴将氮气气流喷射到粉碎室，使合金薄片相互对撞粉碎，再经分级轮筛选出所需的合金粉末；

e.球磨：将筛选出的合金粉末与1-10wt.％石墨烯催化剂GR混合后装入不锈钢球磨罐球磨，充入高纯氩气作为保护气，球磨时间为10±1h，球料比为15～20:1，转速为350±50转/分钟。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤a中，金属镁和稀土的质量百分比，分别在理论配比基础上增加8％和5％的烧损量。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤b为：将称量好的原料置于中频感应熔炼炉内；将炉内真空抽至10^-5～10^-3Pa后注入0.04±0.005MPa氦气进行保护，预热坩埚30±5min后，功率调至5～20kW，直至合金完全熔化；保温10±2min，将熔融态合金浇铸到长8±2cm、直径3±2cm的水冷铜模中，获得铸锭合金。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤c为：将得到的铸锭合金置于底部具有狭缝的石英管内，抽真空至10^-5～10^-3Pa；通过感应线圈对管内合金进行加热直至熔化，然后通入一定压力的高纯氦气将其从石英管狭缝喷出，连续喷射在以45±5m/s高速旋转的水冷铜辊之上，得到快淬态合金薄片。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，采用球磨1.5～0.5h、休息1.5～0.5h的球磨模式。