[发明专利]抗CO毒化的镧镨铈－镍系贮氢合金

说明书

本发明涉及一种贮氢合金，特别是涉及一种抗CO毒化的镧镨铈-镍系贮氢合金。

贮氢合金最重要的应用之一是贮存、运输及回收氢。此时，不仅要求贮氢合金贮氢量大，氢化物生成热适中，同时，贮氢合金在吸放氢过程中，由于气源不纯或操作失误或发生事故，杂质可能输入气体或进入系统，使合金表面中毒，中毒的表现特征是吸、放氢速度减慢，吸氢容量减小，吸放氢循环次数减少，因此要求贮氢合金有很好的抗毒化性能。在杂质气体中以CO对贮氢合金的毒化最严重。目前，用于贮存和回收氢的典型合金是LaNi₅及LaNi_4.7Al_0.3(Journal ofthe Less Common Metals，89(1983)55.62)，其合金A侧是纯镧金属，但其价格贵。另一方面随着氧化铈及金属钕、氧化钕消费市埸不断扩大，提铈、提钕后剩下的大量镧镨铈混合氯化稀土成为钕、铈生产中的副产物，大量堆积的副产物便成为严重影响稀土产业平衡发展的制约因素。基于上述两方面原因，贮氢合金A侧正向着混合稀土方向发展。

本发明目的在于利用提铈、提钕后大量剩余的镧镨铈混合氯化稀土所制备的廉价镧镨铈  型混合稀土金属(LPC)作为原材料，代替纯镧稀土金属作为A侧，提供一种制造成本低，且抗CO毒化性能优良的抗CO毒化的镧镨铈-镍系贮氢合金。

本发明抗CO毒化的镧镨铈-镍系贮氢合金，为AB5型，化学式为LPC(NiAl)₅，A侧LPC为含钕原子比为0.0001～0.01的镧镨铈  型混合稀土，式中，LPC＝La_1-x-yPr_xCe_y，其中，x＝0.05～0.20，y＝0.03～0.15；(NiAl)₅＝Ni_zAl_u，其中，z＝4.3～4.9，u＝0.1～0.7。LPC的生产工艺是，采用传统的熔盐电解法，电解液是RECI3-KCI混合熔盐。原料RECI3是提钕、提铈，分除Sm、Eu、Gd后的含水镧镨铈混合氯化稀土，水分含量小于28％，化学成分按重量％计：REO≥46，NH₄CI＝3～5，SO^2-₄＜0.03，PO^3-₄＜0.01，Fe₂0₃＜0.07，REO中稀土配分是：La₂O₃/REO＝78～86，CeO₂/REO＝5～15，Pr₆O₁₁/REO＝4～12，Nd₂O₃/REO＜1，Sm₂O₃/REO＜0.03，并控制原料粒度小于3mm，环境湿度小于45％，以石墨坩埚盛电解液兼作阳极，钨棒作阴极，电解液为RECI3∶KCl＝60～68∶32～40，即控制电解液中REO浓度为21～25％，调整电解过程中电解电压为10～18V，电流1000～1100A，电解温度900～940℃，并随时清理阴极，在直流电埸的作用下，RE³⁺在阴极得电子还原成稀土金属，汇集于阴极下端的瓷皿中，电解后取出瓷皿，将电解产品铸锭、包装得产品镧镨铈新型混合稀土金属；B侧采用纯度高于99.5％的镍、铝元素作原料。