[发明专利]一种纳米TiF3

说明书

本发明涉及一种纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料及其制备方法，属于储氢材料技术领域。本发明的纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料：以镁基非晶态合金为基料，纳米TiF₃和TiO₂纳米管起协调修饰作用，其中镁基非晶态合金为Mg‑Ni‑稀土(RE)非晶态合金。本发明采用快淬与低能球磨方式制备纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料既可保证非晶态合金的高储氢量，又可促进氢气分子在合金表面高效解离与快速扩散至合金内部，提高吸放氢动力学。

技术领域

本发明涉及一种纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料及其制备方法，属于储氢材料技术领域。

背景技术

氢能源是一种以氢气为载体的新型清洁能源，但氢能的储存成为实现氢经济的技术瓶颈。镁，价格低廉，资源丰富，且具有可观的储氢容量。然而，纯镁直接作为储氢介质不仅脱氢温度高，而且吸放氢动力学缓慢。利用合金化的方法添加Ni和稀土元素RE形成三元合金，氢化进而形成MgH₂-Mg₂NiH₄-REH_x纳米复合物可将之大大改善。但与此同时，储氢容量比之纯镁也大大降低。

利用非晶态合金直接作为储氢材料，比晶态合金具有更大的储氢量；但是为了保证非晶态结构不被晶化，吸氢温度需在其晶化温度之下进行，这不仅使得氢气分子很难在非晶表面解离成氢原子被其吸收，而且氢原子缺乏扩散通道，具有缓慢的吸放氢动力学。

发明内容

本发明针对现有技术中非晶储氢材料存在的问题，提供一种纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料及其制备方法，即采用快淬与低能球磨方式制备纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料既可保证非晶态合金的高储氢量，又可促进氢气分子在合金表面高效解离与快速扩散至合金内部，提高吸放氢动力学。

一种纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料：以镁基非晶态合金为基料，纳米TiF₃和TiO₂纳米管为修饰剂，其中镁基非晶态合金为Mg-Ni-稀土RE非晶态合金；

以镁基非晶态合金的质量为100％计，镁60～98％、镍1～20％、稀土元素RE 1～20％；稀土元素为钇、镧、钕、镨、钬的中一种或多种；

所述纳米TiF₃和TiO₂纳米管的总质量占镁基非晶态合金的2～10％，纳米TiF₃占纳米 TiF₃和TiO₂纳米管总质量的10～90％；

所述纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将镁锭、镍锭和稀土锭加入到熔炼炉中熔炼，冷却得到合金铸锭；

(2)去除合金铸锭表面氧化膜，然后熔融成合金熔体，合金熔体经高压惰性气体吹至旋转辊轮表面进行快淬处理并甩出非晶态镁基合金薄带或非晶态镁基合金细丝；

(3)将非晶态镁基合金薄带或非晶态镁基合金细丝剪碎成非晶态镁基合金碎片，加入修饰剂纳米TiF₃和TiO₂纳米管，球磨改性非晶态镁基合金即得纳米TiF₃和TiO₂纳米管协同修饰的镁基非晶态合金储氢材料；