[发明专利]使用非氢源溶液法制备铌氢化物和钽氢化物的方法

说明书

本发明的使用非氢源溶液法制备铌氢化物和钽氢化物的方法属于金属氢化物材料制备技术领域。将铌箔或钽箔清洗后加入到碱溶液中，然后将碱溶液在30分钟内升至180℃，在该温度下保持1.5～4.5小时，冷却后去除杂质得到铌氢化物或钽氢化物。本发明生产工艺简单，不需要使用易燃易爆的氢气作为氢源，制备过程简便安全，与传统方法相比本方法在更简便的条件下成功制备了不同化学计量比的高纯度铌钽氢化物，为金属氢化物的制备提供了新的思路和方向。

技术领域

本发明属于金属氢化物材料制备的技术领域，特别涉及溶液法简单高效合成高纯度铌钽氢化物的方法。

背景技术

能源问题一直是世界各国科学研究领域的重要课题。随着人类社会的发展进程加快，能源的需求越来越大，化石燃料作为基础能源是当今世界使用最多，所占比重最大的能源。但是化石能源属于不可再生资源，而且，化石燃料使用后所产生的反应物，硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物等对自然环境已经产生了巨大的影响，包括酸雨污染、温室效应和全球气候变化，所以关于绿色可再生的新型能源的研究与使用是全世界亟待解决的主要问题。

在众多的新型能源中，氢气是清洁能源的理想选择之一。氢气具有高燃烧热，完全燃烧后产物只有水，清洁无污染，并且储量巨大、制取简单等特点。但是，氢气的存储与运输条件十分苛刻，因为氢气的化学性质十分活泼，具有极强的还原性和易燃易爆特性。因此将氢气以氢化物形式储存起来被认为是有效解决氢气利用的主要方法。金属氢化物作为氢化物的重要组成部分，与富氢化合物相比(如硼氢化物等)，具有良好的稳定性，释放氢气过程中没有其他气体的产生的特点；同时，金属氢化物还具有优秀的电学性质，高氢含量的金属氢化物是超导研究的重要对象，因此金属氢化物具有重要研究价值和使用前景。

金属氢化物的制备主要是直接反应法，即金属与氢气直接接触发生反应，有些金属可以在常温常压下与氢气发生反应，如钯；但大部分金属只有在高温高压的条件下才会与氢气发生反应生成氢化物，而氢气属于易燃易爆的危险气体，因此在实际的实验和生产过程中，如何采用非氢气(如，醇类和水等化合物)作为氢源制备金属氢化物具有十分重要的研究价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术存在的问题，提供一种使用乙二醇或水作为氢源，利用氢氧化钠，水或者乙二醇，在溶液中制备铌钽氢化物的方法。

一种使用非氢源溶液法制备铌氢化物和钽氢化物的方法，先将铌箔或钽箔依次用无水乙醇和丙酮超声清洗，去除表面的污物，然后加入到浓度为14.3～28.6g/L 的碱溶液中，所述的碱溶液是氢氧化钠或氢氧化钾的水、乙二醇或丙三醇溶液，将混合液在30分钟内升至180℃，在该温度下保持1.5～4.5小时，冷却后去除杂质得到铌氢化物或钽氢化物；其中铌箔或钽箔与碱溶液的质量体积比为1.2～1.6 mg/mL。

作为优选，将质量为45mg的铌箔，加入到35mL浓度为28.6g/L氢氧化钠的乙二醇溶液中，将混合液在30分钟内升温至180℃，在该温度下保持2小时 15分钟，得到纯相的一氢化铌。

作为优选，将质量为55mg的铌箔，加入到35mL浓度为28.6g/L氢氧化钠的乙二醇溶液中，将混合液在30分钟内升温至180℃，在该温度下保持3小时 30分钟，得到纯相的二氢化铌。

作为优选，将质量为45～50mg的钽箔，加入到35mL浓度为14.3g/L氢氧化钠的乙二醇溶液中，将混合液在30分钟内升温至180℃，在该温度下保持3小时，得到纯相的TaH_0.9。

有益效果：

1、本发明使用溶液法可制备不同化学计量比的高纯铌氢化物和钽氢化物。

2、本发明生产工艺简单，使用的药品均为常用的实验室用品，可以在市面上购买，不需要进行进一步处理。