[发明专利]一种多元金属含氢化合物的制备方法

说明书

本申请公开了一种多元金属含氢化合物的制备方法，方法至少包括：将含有多元金属含氮化合物的物料，在氢气气氛中，进行加氢脱氨，即可得到多元金属含氢化合物。该方法相比于传统合成方法具有低温、低氢压、反应时间短等优点，该方法的提出有利于推广该类材料在各相关研究领域的应用。

技术领域

本申请涉及一种多元金属含氢化合物的制备方法，属于复合氢化物技术领域。

背景技术

能源危机和环境污染是当今人类社会面临的两大难题。一方面是传统的化石能源的日益消耗且其不可再生，另一方面是化石能源大量使用过程中所带来的环境问题如空气污染、臭氧层破坏和温室效应等。这迫使人们去寻找新的可持续性能源或能源载体、减少化石能源的直接使用和降低各工业领域的能耗。金属含氢化合物在多个领域都有重要应用价值，如复合氢化物在储氢材料方面有重要的应用前景，从而被人们广泛的研究，NaBH₄，NaAlH₄，Mg(NH₂)₂-LiH等储氢体系都已被研究多年。在催化领域含氢化合物也有着重要应用，合成氨工业是能耗最高的工业领域之一，每年用于合成氨的能耗占全球总能耗的1～2％，因此开发低能耗高效合成氨催化剂具有重要意义。在2017年，Wang等报道了利用过渡金属-LiH复合催化剂可在低温低压下高效合成氨，相比于工业催化剂，大副降低了能耗。在离子导体方面，含氢化合物也有重要应用，氢负离子导体是一种可以传导H-的材料，其在燃料电池、氢分离膜、传感器等领域有潜在的应用价值。2014年，Verbraeken等人报道BaH₂具有很好的氢负离子电导率，可以与最好的质子导体的电导率相媲美。2016年，Kobayashi等人报道合成了一种新的氧氢化物La_2-x-ySr_x+yLiH_1-x+yO_3-y，其具有纯氢负离子导体的性能。

通常，金属含氢化合物的合成都比较困难，一般都是在高温高氢压下反应。如上述所提到的氧氢化物La_2-x-ySr_x+yLiH_1-x+yO_3-y，该材料的合成需要在650℃及2GPa H₂压力条件下反应，该条件需要在非常特殊的装置中才能达到。合成上的困难大大限制了该类材料的应用价值，因此探索金属含氢化合物在低温低压的高效合成是非常重要的。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种多元金属含氢化合物的制备方法，此法避免了传统合成方法中涉及的多个固相间的反应，固相反应动力学缓慢，这也是传统方法需要高温高压的主要原因。而该方法采用多元金属含氮化合物或其混合物作为前驱体，发生的是氢气与固相间的气固反应，动力学性能加快，热力学性能也很好，因此可在低温低压下快速反应。

本申请提供了一种多元金属含氢化合物的制备方法，所述方法至少包括：将含有多元金属含氮化合物的物料，在氢气气氛中，进行加氢脱氨，即可得到多元金属含氢化合物。

可选地，所述多元金属含氮化合物包括多元金属氨基化合物、多元金属亚氨基化合物、多元金属氮化物中的至少一种。

可选地，所述多元金属含氮化合物中含有金属元素；所述金属元素选自金属A、金属B、金属C中的至少两种；其中，金属A表示碱金属或者碱土金属；金属B表示镧系金属或者锕系金属；金属C表示过渡金属。

可选地，所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯中的至少一种。

可选地，所述碱土金属包括镁、钙、锶、钡中的至少一种。

可选地，所述镧系金属包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕中的至少一种。

可选地，所述锕系金属包括锕、钍、镤、铀中的至少一种。

可选地，所述过渡金属包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、铌、钼、钨、钌、铑、钯、银、金中的至少一种。