[发明专利]一种二维碳化钛掺杂氢化铝锂储氢材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二维碳化钛掺杂氢化铝锂储氢材料，由氢化铝锂和二维碳化钛Ti₃C₂混合机械球磨制得，二维碳化钛Ti₃C₂由Ti₃AlC₂和氢氟酸反应制得。其制备方法包括：步骤1，二维Ti₃C₂的制备和步骤2，二维碳化钛掺杂氢化铝锂储氢材料制备。本发明的储氢材料在二维Ti₃C₂催化作用下，初始脱氢温度为43‑68℃，比纯氢化铝锂降低了129‑154℃，其总放氢量达到4.6‑7.2 wt%，其初始脱氢温度比原氢化铝锂降低了148.2℃；在150℃时，15分钟能放出3.7 wt%氢气；在200℃时，15分钟能放出5.3 wt%氢气。因此，本发明的储氢材料具有优异的储放氢性能，制得的二维Ti₃C₂能显著改善氢化铝锂的放氢性能，使得其在较低温度下表现出优异的放氢性能。

技术领域

本发明涉及新能源材料的储氢材料的技术领域，具体是一种二维碳化钛掺杂氢化铝锂储氢材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术飞速进步和工业社会的迅猛发展，人类逐渐的面临着能源危机的问题。为此人们开发利用了许多新能源或非常规能源，它是指利用不久或正在积极研究、有待推广的能源，包括太阳能、水能、风能、生物能、氢能、核能，氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体。氢能的应用涉及三个关键技术：制备、储存和应用。其中，氢气的储存已经成为氢能利用走向实用化和规模化的瓶颈。固态储氢是利用氢气与固体材料之间的物理或化学作用将氢气存储于固体材料中的方法，其储氢体积密度大、安全度高、运输方便、操作容易。

在目前研究的众多储氢材料中，配位金属氢化物具有最高的理论含氢量，是最具应用潜力的储氢材料之一。氢化铝锂(LiAlH₄)在温和条件下的储氢量高达7.9 wt%，被认为是最有潜力的储氢材料之一，它作为一种常用的工业还原剂，制备简单、价格低廉。但是，氢化铝锂的脱氢温度较高、脱氢动力学缓慢，因此常采用机械球磨、掺杂添加剂、元素替代等方法加以改善。其中，机械球磨和掺杂添加剂是制备复合储氢材料常用的两种方法。针对氢化铝锂的添加剂通常包括金属（如Ti、Fe、Ni、V等），合金（如Al3Ti、Al3Fe等），金属卤化物（如TiF3、TiCl4、TiCl3等），金属氢化物（如TiH2）和碳材料（如碳纳米管），而且添加剂的加入改善了氢化铝锂的脱氢动力学，但是现有的体系仍然存在放氢温度高的缺点，同时添加剂的加入，是体系的储氢量大幅降低，无法满足DOE的要求。

因此，现有技术存在的技术问题是降低氢化铝锂的放氢温度，提升其放氢动力学，并且保证体系的储氢量达到DOE的要求，从而氢化铝锂在实际应用中的潜力。