[发明专利]一种金属配位氢化物水合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属配位氢化物水合物及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤：将金属配位氢化物溶于有机溶剂中，得到混合溶液；将所述混合溶液进行冷冻处理，使混合溶液冻结成固态混合物；对所述固态混合物进行冷冻干燥处理，去除有机溶液，得到纳米结构的金属配位氢化物水合物。本发明采用有机溶剂溶解金属配位氢化物，并经冷冻处理和冷冻干燥处理，得到纯度高、放氢温度低且电导率高的纳米结构的金属配位氢化物水合物。

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备，具体涉及一种金属配位氢化物水合物及其制备方法和应用。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的基础，时代的进步离不开优质能源的出现与先进能源技术的使用，伴随着各国经济的快速发展，石油、煤、天然气等传统能源也日益消耗，而其燃烧的产物包含CO、CO₂、NO_X等气体，导致环境质量变差，尤其在我国，“能源危机”与“环境问题”更加突出。一个国家拥有的能源资源越丰富、越充足，越能得到快速发展。

虽然，世界各国都有通过一些措施来提高传统能源的利用率，但不能彻底解决发展所需的能源问题。而开发清洁、高效、来源广泛的新型能源(太阳能、风能、氢能、地热能、潮汐能等)被认为是首选之举，对未来社会的发展也具有重要意义的。但太阳能、风能、地热能和潮汐能受时间性、空间性和不稳定性的限制，难以大规模应用。来源广泛、燃烧热值达到1.4×105kJ/kg、燃烧产物为水的氢能源，优势明显，得到了国际社会的广泛关注，氢能是21世纪最具有发展潜力的新型能源。

实现氢能的利用包括氢气的制备、存储、利用三个环节，其中氢气的制备、利用都能有效解决，氢气的存储是制约其实际应用的关键所在。氢气通常是以气态的形式存在，无色无味，易燃易爆，在实际应用中不得不考虑其安全高效的存储。按照氢气与材料的相互作用可分为物理储氢和化学储氢，物理储氢方法包括高压钢瓶储氢、液化钢瓶储氢、物理吸附储氢，化学储氢方法主要包括液体有机氢化物、氢化物、配位氢化物；按照氢气的存在状态可分为气态储氢、液态储氢和固态储氢。相对于气态存储和液态存储而言，固态储氢被认为是最具有发展前景的储氢技术。

用于固态氢储存的氢化物一般分为两类，即金属氢化物和金属配位氢化物。对于金属氢化物，如MgH₂，已有大量相关研究。MgH₂能够储存超过7wt.％的氢气，但其操作温度很高，放氢需要高于300℃，吸放氢动力学很差，也不能满足实际应用的要求，目前经过改性最好的Ni-MHGH-75储氢量为5.4wt％，峰值放氢温度也在200℃左右，远达不到实用化阶段(参考文献Xia G L,Tan Y B,Chen X W,Sun D L,Guo Z P,Liu H K,Ouyang L Z,Zhu M andYu X B,Monodisperse Magnesium Hydride Nanoparticles

Uniformly Self-Assembled on Graphene,Adv.Mater.,2015,27,5981-5988)。

当材料的尺寸处于纳米级别时，其物理化学性质也会发生巨大改变。对于纳米科技领域而言，纳米材料制备方法的简单易行以及安全、可控性是最基本要求。