本发明涉及镁基储氢材料领域,具体地,涉及一种低成本固态镁基储氢材料的制备方法。
背景技术:
1、镁基固态储氢材料,作为氢的可逆“存储”介质,具有优良的吸放氢性能以及长期循环无动力学衰减和容量损失的优点,可实现大容量固态储氢,常温常压长距离运输。mgh2的标准放氢焓变为75kj mol-1h2,热力学稳定性较高,分解反应不易发生,而改善mgh2/mg热力学性能的方法之一就是mg与过渡族元素、部分主族元素分别形成合金。通过形成热力学性能较不稳定的合金相,改变反应路径,从而降低吸放氢反应温度。
2、本发明的目的在于通过优化镁基固态储氢材料的制备方法,以达到提高储氢材料热/动力学性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种低成本固态镁基储氢材料的制备方法,以达到提高储氢材料热/动力学性能的目的。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种低成本固态镁基储氢材料的制备方法,所述制备方法包括:将cnc切削后的镁屑先进行氟化处理,水洗烘干后进行化学镀镍处理,处理后将镁屑进行机械球磨处理,以得到储氢材料;
3、其中,机械球磨处理步骤包括:先将双层的陶瓷缸进行冷却处理,之后加入氟化后的镁屑,密闭后,抽出陶瓷缸内的空气,并通入氩气保护后进行球磨处理;
4、其中化学镀镍处理包括在处理液中进行浸泡,处理液的组成成分包括:硫酸镍、柠檬酸钠、次磷酸钠、氟化氢铵。
5、优选地,处理液的组成成分包括:浓度为20-30g/l的硫酸镍、浓度为15-25g/l的柠檬酸钠、浓度为20-30g/l的次磷酸钠、浓度为10-20g/l的氟化氢铵。
6、优选地,处理液需要利用氨水将ph调整在8.5-9.5之间。
7、优选地,化学镀镍处理的条件包括:温度为60-70℃,时间为5-15min。
8、优选地,利用液氮对陶瓷缸进行冷却处理。
9、优选地,相对于10l容量的陶瓷缸,镁屑的加入量为0.8-1.2kg。
10、优选地,球磨处理的条件包括球磨的转数为500-2500r/min;和/或时间为5-30h。
11、优选地,氟化处理的步骤包括将镁屑置于氟化液中进行浸泡;
12、其中,氟化液的组分包括柠檬酸、氟化钾溶液。
13、优选地,柠檬酸的浓度为1.8-2.2g/l,氟化钾溶液的浓度为8-12g/l。
14、优选地,氟化处理的条件包括浸泡温度为30-50℃,时间为30-90s。
15、有益效果:本发明提供了一种低成本固态镁基储氢材料的制备方法,所述制备方法包括:将cnc切削后的镁屑先进行氟化处理,水洗烘干后进行化学镀镍处理,处理后将镁屑进行机械球磨处理,以得到储氢材料;其中,机械球磨处理步骤包括:先将双层的陶瓷缸进行冷却处理,之后加入氟化后的镁屑,密闭后,抽出陶瓷缸内的空气,并通入氩气保护后进行球磨处理;其中化学镀镍处理包括在处理液中进行浸泡,处理液的组成成分包括:硫酸镍、柠檬酸钠、次磷酸钠、氟化氢铵。
16、本发明的储氢材料利用cnc切削后的废料作为原料,变废为宝,提高了企业生产中产生镁废屑的利用率,降低了生产成本,镁屑先后进行氟化处理和镀镍处理,氟化处理能够在其表面产生微孔状结构和氟化单元,有效提高了材料的比表面积和催化活性,之后的镀镍处理可以显著降低氢分子在镁表面的解离能,促进氢的扩散,从而改善镁基储氢材料的吸放氢动力学性能,镀镍处理还有助于降低镁基储氢材料的吸放氢反应温度,增强镁基储氢材料的循环稳定性,提高镁基储氢材料的耐腐蚀性,之后对材料进行球磨处理,球磨处理能够进一步提高材料的比表面积和活性位点,改善材料的微观结构,从而进一步提高材料的储氢性能。
17、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种低成本固态镁基储氢材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将cnc切削后的镁屑先进行氟化处理,水洗烘干后进行化学镀镍处理,处理后将镁屑进行机械球磨处理,以得到储氢材料;
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,处理液的组成成分包括:浓度为20-30g/l的硫酸镍、浓度为15-25g/l的柠檬酸钠、浓度为20-30g/l的次磷酸钠、浓度为10-20g/l的氟化氢铵。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,处理液需要利用氨水将ph调整在8.5-9.5之间。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,化学镀镍处理的条件包括:温度为60-70℃,时间为5-15min。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,利用液氮对陶瓷缸进行冷却处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,相对于10l容量的陶瓷缸,镁屑的加入量为0.8-1.2kg。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,球磨处理的条件包括球磨的转数为500-2500r/min;和/或时间为5-30h。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,氟化处理的步骤包括将镁屑置于氟化液中进行浸泡;
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,柠檬酸的浓度为1.8-2.2g/l,氟化钾溶液的浓度为8-12g/l。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,氟化处理的条件包括浸泡温度为30-50℃,时间为30-90s。