[发明专利]一种Ti3C2负载ZnO复合储氢材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ti₃C₂负载ZnO复合储氢材料的制备方法，首先以Ti₃C₂、Zn(NO3)₂·6H₂O、NaOH和SDBS为原料，采用水热法在不同锌钛比条件下，合成Ti₃C₂负载ZnO二维复合储氢材料，然后通过浸渍法利用三聚氰胺泡沫吸取Ti₃C₂/ZnO复合材料溶液，最后通过浸渍‑蒸发法与PMMA‑LiBH₄进行复合，并负载到Ti₃C₂/ZnO表面及三聚氰胺泡沫的枝杈上，通过浸渍法不会破坏材料的结构，同时大大提高了PMMA‑LiBH₄的放氢性能，由本发明制得的PL/Ti₃C₂/ZnO/MF复合储氢材料的起始放氢温度为72℃，在350℃、3h内的放氢量达到了8.1wt%。

技术领域

本发明涉及新能源材料的储氢材料技术领域，具体涉及一种Ti₃C₂负载ZnO复合储氢材料的制备方法。

背景技术

开发安全、高效的储运技术是发展氢经济的关键，固体储氢材料因其安全性高和储存便捷被认为是理想的储氢材料，其中轻金属配位氢化物因具有高的储氢容量而被广泛的关注，硼氢化锂（LiBH₄）的质量储氢密度和体积储氢密度分别为18.5wt%和121kg/m³，但仍然存在放氢温度高、可逆性差等不足，其严重阻碍其作为储氢材料的应用。

为了改善LiBH₄的可逆储氢性能，研究者采用了掺杂催化剂、阴阳离子替代、纳米限域和与高分子材料复合等方法；PMMA限域LiBH₄是一种有效改善LiBH₄储氢性能的方法；由于在气体选择性方面PMMA对H₂/O₂的渗透比高于其他同类的高分子材料，因此能阻止H₂O和O₂而让H₂自由进出，从而提高LiBH₄的稳定性；Huang等报道（40wt%）PMMA限域LiBH₄（60wt%）的快速放氢温度为350℃，比纯LiBH₄低120℃，表明PMMA限域能有效降低LiBH₄的放氢温度。

Ti₃AlC₂材料经过HF腐蚀，形成一种典型的二维层状独立晶体Ti₃C₂，Ti₃C₂纳米粉体作为层状晶体，结构稳定，绿色环保，比表面积大且具有良好的导电性，可以用于储氢材料技术领域；然而单一的Ti₃C₂导电性已无法满足需求，纳米复合材料比单一材料具有更高的催化储氢性能，因此可以通过复合Ti₃C₂与其他材料制成一种混合型二维复合储氢材料；过渡金属氧化物中ZnO是一种高活性材料，具有良好的电导特性，且ZnO具有多形貌控制生长的特点，即实现不同比表面积的控制，目前，ZnO作为一种潜在的储氢材料被广泛关注。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种Ti₃C₂负载ZnO复合储氢材料的制备方法，通过本发明制得的PL/Ti₃C₂/ZnO/MF复合储氢材料大大提高了LiBH₄的储氢性能，使LiBH₄起始放氢温度大大降低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种Ti₃C₂负载ZnO复合储氢材料的制备方法，包括如下步骤：