可低温吸氢的Mg纳米颗粒、其制备方法及应用与流程

本发明涉及储氢材料，具体涉及可低温吸氢的mg纳米颗粒、其制备方法及应用。

背景技术：

随着人类社会的发展和进步，人们对能源的需求量也越来越大，传统的化石能源如石油、煤和天然气等使用后不但无法再生，而且燃烧后产生的各种排放物也对环境有污染和破坏。因此，大力推动新能源的发展已是大势所趋。而氢能作为一种清洁又高效的能源载体，是一种极具潜力的新能源。氢气可从地球上蕴藏丰富的海水中获取，氢气燃烧后生成的水是一种无污染无毒的产物。氢能实现循环利用包括三大技术环节：氢气的制取、存储以及利用。当前，氢气的储存仍然面临着诸如吸放可逆性能、热稳定性能及动力性性能等。目前，金属氢化物储氢技术是一种备受关注的储氢技术。其中，mgh2储氢量可达7.6wt％且具有良好的可逆性能，是一种极具潜力的储氢材料，但其不仅需要在超过300℃的温度下才能实现有效吸放氢，而且吸放氢速率缓慢，难以实现有效的利用。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种可低温吸氢的mg纳米颗粒、其制备方法及应用，解决现有储氢材料在300℃以上才能有效吸氢，速率缓慢的问题。

技术方案：本发明所述的可低温吸氢的mg纳米颗粒，所述mg颗粒为纳米级，其吸氢后颗粒直径大小为200nm～500nm。

本发明所述的可低温吸氢的mg纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取3±0.06g微米级的mg粉与油酸、油胺和庚烷混合，然后以300～500rpm的转速连续球磨20～40h；

(2)将球磨后的样品转移至离心管，采用8000～10000rpm的转速离心10～30min后除去上层清液，将剩余的固体在100～200℃抽真空30～60min，即得mg纳米颗粒。

所述步骤(1)中mg粉与油酸、油胺和庚烷混合，油胺、油酸和庚烷的体积比为1:1～3:20～40。

所述步骤(2)中真空度达到0.02mpa。

可低温吸氢的mg纳米颗粒或根据制备方法制备得到的可低温吸氢的mg纳米颗粒作为储氢材料的应用。

有益效果：本发明具有良好中低温吸放氢性能，升温吸氢实验结果表明mg纳米颗粒在3mpa氢压下40℃左右开始吸氢；升温放氢实验表明吸氢后的mg纳米颗粒在270℃就开始放氢，最终能放出6.6wt％的氢气。利用该材料可实现高效储氢，吸氢时，在3mpa氢压下，40℃便开始吸氢，200℃完成吸氢；用氢时，从270℃开始不断放氢，最多可提供6.6wt％的氢气以供使用。此外，该可低温吸氢的mg纳米颗粒仅需在室温条件下使用球磨机即可进行制备，原料廉价，制备工艺简单，可作为小型供氢源。

附图说明

图1是实施例1中mg纳米颗粒在升温速率1℃/min下的升温吸氢曲线。

图2是实施例1中mg纳米颗粒在升温速率2℃/min下的升温放氢曲线。

图3是实施例1中mg纳米颗粒样品、吸氢和吸氢后再放氢的xrd图像。

图4是实施例1中mg纳米颗粒的tem图谱。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行进一步说明。

实施例1

将3g镁粉与0.45ml油酸、0.15ml油胺和9ml庚烷混合，以400rpm的转速连续球磨40h。将球磨后的样品转移至50ml离心管中，在离心机中以转速9000rpm离心10min，除去上层清液，将剩余的固体加热至100℃抽真空1h，真空度达到0.02mpa，可得到镁纳米颗粒。该镁纳米颗粒通式为mg。

图1是本实施例所制备的mg纳米颗粒的tem图谱，从图1中可以看出，mg纳米颗粒的平均颗粒尺寸为200nm。图2是本实施例所制备的mg纳米颗粒的升温吸氢曲线，从图2可以看出，mg纳米颗粒在40℃就开始吸氢。图3是本实施例所制备的mg纳米颗粒吸氢后的升温放氢曲线，从图3可以看出，吸氢后的mg纳米颗粒在270℃就开始放氢，最终可以释放6.6wt％的氢气。

实施例2

将3g镁粉与0.25ml油酸、0.25ml油胺和5.5ml庚烷混合，以450rpm的转速连续球磨40h。将球磨后的样品转移至50ml离心管中，在离心机中以转速9500rpm离心15min，除去上层清液，将剩余的固体加热至150℃抽真空0.5h，可得到镁纳米颗粒。该镁纳米颗粒通式为mg。

本实施例得到的结果与实施例1类似。

实施例3

将3g镁粉与0.3ml油酸、0.25ml油胺和5ml庚烷混合，以500rpm的转速连续球磨20h。将球磨后的样品转移至50ml离心管中，在离心机中以转速8000rpm离心20min，除去上层清液，将剩余的固体加热至200℃抽真空0.5h，可得到镁纳米颗粒。该镁纳米颗粒通式为mg。

本实施例得到的结果与实施例1类似。

实施例4

将3g镁粉与0.3ml油酸、0.25ml油胺和5ml庚烷混合，以300rpm的转速连续球磨50h。将球磨后的样品转移至50ml离心管中，在离心机中以转速10000rpm离心10min，除去上层清液，将剩余的固体加热至180℃抽真空0.6h，可得到镁纳米颗粒。该镁纳米颗粒通式为mg。

本实施例得到的结果与实施例1类似。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种可低温吸氢的Mg纳米颗粒、制备方法及应用，本发明的Mg吸氢后的颗粒为纳米尺度，颗粒大小为200nm～500nm。本发明具有良好的低温吸放氢动力学性能和较高的吸放氢量，原料价格低廉且容易制备，可用于小型移动设备。

技术研发人员：张刘挺;颜年华;陆雄;孙泽;季亮
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2019.07.09
技术公布日：2019.11.05