[发明专利]利用纳米颗粒烧结成储氢材料的制造方法

说明书

本发明涉及一种利用纳米颗粒烧结成储氢材料的制造方法，将纳米氧化锆粉末、纳米氧化钛粉末、纳米氧化镁粉末和纳米石墨碳粉末原料进行配比、称量和搅拌，然后进行冷却、装模和烧结，制成纳米微孔均匀、纳米晶界稳定的储氢材料，使得氢原子容易扩散，具备在常温、常压下吸收和释放氢气的功能。按本发明方法生产的储氢材料产品的最大吸附量可达到材料重量（质量）的20%以上，在常温状态下能可逆地大量吸收、储存和释放氢气，促进氢能在发电、燃烧环节的安全使用，提高绿色能源的使用效率。储氢产品结构简单，安装简便和安全性高，同时具备寿命长、高效节能、绿色环保、材料储氢量大的特点。

技术领域

本发明属于氢能源存储行业，涉及储氢环节的材料，纳米材料由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应及表面效应，呈现出许多特有的物理、化学性质，属于纳米学科研究的前沿领域。本发明特别涉及一种利用纳米颗粒烧结成储氢材料的制造方法。

背景技术

氢能被称为人类21世纪的终极能源，氢能产业包括制氢、储氢和应用三个环节。制氢是储氢的基础，储氢是目前行业面临的瓶颈。因此，发明一种纳米储氢材料，可有效丰富储氢行业在用材与选材上的宽泛取向，它将促使该领域科研人员研发出新的科研成果。

目前市场上储氢产品很多，大体上有甲醇储氢、高压储氢、液化储氢、固态吸附储氢和金属氢化物储氢等，除了高压储氢目前已经商业化外，其他储氢产品目前还处于实验阶段。所以，如何研发出能够更好地促进储氢产品的行业需求，并在储氢行业得到广泛应用，成为科研人员亟待解决的问题。

有鉴于此，研发一种选用灵活、结构简单、安全性高、储氢容量大，且具有寿命长、高效节能、绿色环保等特点的储氢产品成为该领域科研人员寻求的新目标。

发明内容

本发明的任务是提供一种利用纳米颗粒烧结成储氢材料的制造方法，将纳米氧化锆、纳米氧化钛、纳米氧化镁和纳米石墨粉等相应的微孔框架材料进行优化组合，用以改善其常温吸氢，常压放氢的性能。利用纳米氧化锆粉末、纳米氧化钛粉末、纳米氧化镁粉末和纳米石墨碳粉末原料进行配比、称量和搅拌，然后进行冷却、装模和烧结，制成纳米微孔均匀、纳米晶界稳定的储氢材料，使得氢原子容易扩散，具备在常温、常压下吸收和释放氢气的功能，解决了按传统技术生产的储氢产品效果较为一般的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种利用纳米颗粒烧结成储氢材料的制造方法，将纳米氧化锆粉末、纳米氧化钛粉末、纳米氧化镁粉末和纳米石墨碳粉末原料进行配比，其中选取粒径50纳米氧化锆粉末、粒径小于50纳米氧化钛粉末、粒径80纳米氧化镁粉末和粒径大于200纳米石墨碳粉末，进行称量和搅拌，搅拌时原料在高速混料机中加速旋匀，搅拌时间120分钟，待温度升至200℃后冷却出料备用作为主材；

取主材88份配加微孔框架材料12份，按此配比再次搅拌，搅拌时间100分钟，待温度升至160℃后冷却出料，然后将冷却后的材料经等静压模压后装进模具里，放入高温炉内，经递进式加温、升温至1225℃时开始恒温，恒温时间为10小时，尔后逐级降温，降温至80℃后开启炉门，移出模具冷却后，开模取出烧结材料，形成烧结材料内部纳米微孔均匀、纳米晶界稳定的储氢材料。

所述粒径50纳米氧化锆粉末的晶相为立方形，重量（质量）13%以上。

所述粒径小于50纳米氧化钛粉末的比表面积每克为200㎡。

所述粒径80纳米氧化镁粉末的吸碘值每克大于60mg。

所述粒径大于200纳米石墨碳粉末的含碳量大于99.9%。

所述微孔框架材料为硅藻土微孔颗粒。

所述烧结材料是平板形状

所述烧结材料是柱状。