[发明专利]一种金属有机框架掺杂镁基氢化物的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属有机框架掺杂镁基氢化物的制备方法，属于储氢材料技术领域。本发明通过溶剂热法，辅以干燥，材料复合过程，将处理后的金属有机框架与储氢材料复合。与现有技术相比，本发明解决了以往制备催化剂材料耗时耗能，质量损失大，原料成本高等问题，且金属有机框架材料合成方法适用范围广泛，可扩展至其它过渡金属元素、配体及溶剂。另外金属有机框架材料直接与镁基氢化物复合，可适用于大批量生产，能明显改善氢化镁储氢材料的热力学、动力学性能，具有很高的实用价值和应用前景。

技术领域

本发明属于储氢材料技术领域，具体涉及一种金属有机框架掺杂镁基氢化物的制备方法。

背景技术

当下，能源和环境问题日益突出，氢能由于无污染，资源丰富，分布较广，可循环利用，燃烧热值较高等优点，受到人们的广泛关注。但是，氢气在常温常压条件下是一种气体，且易燃易爆，因此解决氢能安全储存问题是当务之急。近年来，固态储氢是该领域的研究热点。以氢化镁为代表的镁基储氢材料，具有易于储存、理论储氢容量高、资源储量丰富、价格低廉等优点。然而镁基储氢材料具有操作温度高，放氢速度慢的缺点限制了其实际应用。

将储氢材料进行掺杂催化，可以有效降低吸放氢温度，提高吸放氢速率。目前催化剂材料以金属有机框架系列研究较多，通常采用牺牲模板法将金属有机框架制备碳负载的金属催化剂，但是该过程需要较高反应温度，耗能较高，生产存在一定的安全隐患；且配体的失去造成质量损失较大，提高了生产成本；另外易造成金属原子聚集成较大的金属纳米颗粒，降低了金属元素的利用率。因此，研究开发一种相比之下条件较为温和、耗能低；损失小、成本低廉；可大批量生产，能明显提高储氢材料性能的催化剂具有很大的意义。

发明内容

本发明目的在于针对上述存在问题，提供一种简单干燥处理金属有机框架的方法，利用复合方法将其负载在储氢材料上，可以稳定储氢材料形貌，控制材料粒径尺寸分布。且该方法制备的材料可以改善氢化镁储氢材料的热力学、动力学性能。

本发明技术方案：

一种金属有机框架掺杂镁基氢化物的制备方法，本发明通过溶剂热法，辅以干燥，材料复合过程，将处理后的金属有机框架与储氢材料复合。其具体步骤如下：

1)将过渡金属-有机配体溶解分散于有机溶剂中，搅拌均匀；

2)将溶液加入到耐压容器中，置于烘箱中升温加热140-150℃，保持10-12h；

3)以过滤或离心方法分离产物，经干燥得到金属有机框架材料；

4)将镁基氢化物与干燥处理后的金属有机框架材料在手套箱内称量、装罐，在保护气氛下将材料进行复合，得到金属有机框架掺杂的镁基氢化物。

所述过渡金属为第三周期中副族元素的一种；配体为均苯三甲酸、2-甲基咪唑或4,4'-联苯二甲酸有机配体中的一种；所述有机溶剂包括甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇及其混合物，过渡金属与配体的摩尔比例为1：1，溶液浓度为0.33mol/L-1.0mol/L。

所述干燥方法为冷冻干燥、热处理干燥或其他常规干燥方法。

所述材料热处理干燥温度为200-350℃。

所述材料复合方法为行星式球磨、等离子体辅助球磨、磁力机械搅拌或有机溶剂中超声复合。

本发明的优点和有益效果：

本发明解决了以往制备催化剂材料耗时耗能，质量损失大，原料成本高等问题。金属有机框架材料合成方法适用范围广，可扩展至其它过渡金属元素，多种配体及溶剂。另外催化剂材料直接与镁基氢化物复合，可适用于大批量生产，能明显改善氢化镁储氢材料的热力学、动力学性能，具有很高的实用价值和应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的镍-均苯三甲酸催化剂的微观形貌图。