[发明专利]一种高容量镁基复合储氢材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量镁基复合储氢材料，其特征在于，所述复合储氢材料具有如Mg_xAl_100-x-y(z wt％Ni@Gn)所示的结构及组成；

所述复合储氢材料中，70≤x≤99，1≤y≤20，20≤z≤80；其中，

z为石墨烯载镍催化剂Ni@Gn中，Ni相对于Gn的质量含量比例为zwt％；

y为所述复合储氢材料中，所述石墨烯载镍催化剂Ni@Gn占所述Mg和Al总量的质量含量比例为y wt％；

所述复合储氢材料的主相为颗粒状MgH₂，Ni、Al及石墨烯相均匀分布于MgH₂颗粒周围。

2.一种制备权利要求1所述高容量镁基复合储氢材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取石墨烯纳米片并加入浓硝酸混合，经加热处理后稀释至中性，过滤并干燥，备用；

(2)将处理后的石墨烯加入选定比例z wt％的镍源材料混匀，经低温干燥后，备用；

(3)将步骤(2)的干燥产物在惰性气氛下进行第一次煅烧，随后于氢气氛下进行第二次煅烧，得到石墨烯载镍催化剂；

(4)按照x：100-x的摩尔比取镁粉和铝粉混匀，并添加占所述镁粉和铝粉总量y wt％的所述石墨烯载镍催化剂混匀，将样品压制成型后再将其研磨成粉末，并进行球磨预处理，得到粉末态物料；

(5)将得到的粉末态物料进行氢化燃烧合成，得到氢化样品；

(6)将制得的氢化样品经球磨处理，制得所需Mg_xAl_100-x-y(zwt％Ni@Gn)复合储氢材料。

3.根据权利要求2所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述加热处理步骤的温度为100-150℃。

4.根据权利要求3所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述镍源材料包括六水合硝酸镍、硫酸镍或氯化镍。

5.根据权利要求4所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述第一次煅烧步骤的温度为380-420℃，所述第二次煅烧步骤的温度为440-460℃。

6.根据权利要求5所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述球磨步骤中，控制球料比为25-35：1，转速150-250rpm，球磨时间0.5-2h。

7.根据权利要求6所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述氢化燃烧合成步骤包括以5-10℃/min速率升温至420-500℃并保温反应的步骤，以及经自然降温至320-350℃并保温反应的步骤。

8.根据权利要求2-7任一项所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述球磨步骤中还包括加入助磨剂的步骤，控制所述助磨剂与所述氢化样品的添加量比为0.01-0.02：1。

9.根据权利要求8所述高容量镁基复合储氢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述球磨步骤中，控制球料比为25-35：1，转速为350-450rpm，球磨时间8-12h。