[发明专利]一种纳米镁基储氢合金粉末的应用

说明书

本发明涉及一种纳米镁基储氢合金粉末的应用；特别涉及一种利用纳米镁基储氢合金粉末分离或提纯氢气。本发明以纳米镁基储氢合金粉末为分离和/或提纯剂，从含氢混合气体中，分离和/或提纯氢气。本发明利用镁基储氢合金在低温下对氢进行选择性化学吸收，并在稍高温度分解释放氢气。该方法对混合气的压力、含氢量要求低，获得氢气纯度很高，并且能耗低、工艺简单、安全可靠，便于大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种纳米镁基储氢合金粉末的应用；特别涉及一种利用纳米镁基储氢合金粉末分离或提纯氢气。

背景技术

氢气是冶金、化工、制药、电子等行业中一种具有广泛用途的气体。在氢气的生产、使用过程中，常常会与其他气体混合而得到含氢其的混合气体。或者，在一些工艺过程中，会生成副产品氢气，将其分离利用可获得经济价值。因此，从混合气中分离得到高纯氢气是一项关键技术。现有分离氢气的技术主要有：(1)变压吸附；(2)深冷分离；(3)膜分离等。

其中，变压吸附是利用难以吸附氢的吸附剂吸附混合气体中的其他杂质气体，并在减压或抽真空时解吸，吸附剂再生。深冷处理是利用在低温条件下，混合气中的杂质气体沸点高于氢气，因此采用冷凝的方法将氢气分离。二者均存在能耗较高、工艺复杂、获得氢气纯度较低的缺点。

膜分离是采用特定膜材料对气体具有选择性渗透和扩散的性质实现气体分离和纯化。但是存在渗透通量较低的缺点。其中，采用金属钯膜可获得超高纯氢气并具有良好的稳定性，但使用了昂贵的金属钯，成本非常高。

采用纳米镁基储氢合金粉末分离和/或提纯氢气的技术在现有文献中鲜有报道。

发明内容

研究发现：许多金属和合金能在一定条件下与氢气反应，具有存储和释放氢气的功能，被作为储氢材料使用。同时进一步研究发现具有纳米结构的镁基储氢合金粉末，在很低的氢分压下，对含氢混合气体中的氢气有很好的选择性吸收，将镁基储氢合金加热到一定温度，可使其分解释放出氢气。

基于上述发现以及现有技术的不足，本发明提供一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，特别提供一种利用纳米结构的镁基储氢合金对含氢混合气体进行氢气进行分离和/或提纯的方法。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，以纳米镁基储氢合金粉末为分离和/或提纯剂，从含氢混合气体中分离和/提纯氢气。

作为优选方案，本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用；将纳米镁基储氢合金粉末置于反应设备中，在A摄氏度条件下，通入含氢混合气体；然后停止含氢混合气体的通入，并将纳米镁基储氢合金粉末的温度升温至B摄氏度；收集氢气；所述A小于等于300；所述B的取值范围为200-500，且B大于A。作为优选方案，所述A为0-200。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，纳米镁基储氢合金粉末的晶粒尺寸为1-500nm。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，将纳米镁基储氢合金粉末置于反应设备中，其密度为0.1-0.8g/cm³。铺设时粉末的装填密度过大会导致吸氢过程中混合气体透过率低，进而影响系统工作效率；装填密度过低会导致氢气的回收效率过低，同时还有可能导致气流带出粉体。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，混合气体中，氢气的体积含量小于等于99.999％。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，混合气体中，氢气的质量百分含量低至1-6％时，纳米镁基储氢合金粉末也能很好的实现氢与其他气体的分离。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，进入反应设备中前，混合气体的压力为0.1-100bar。

本发明一种纳米镁基储氢合金粉末的应用，收集到氢气的纯度大于等于99.9999％。