[发明专利]一种镁基储氢合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁基储氢合金及其制备方法，其原料是由Mg2Ni合金粉末与镀镍碳纳米管制成，其中Mg2Ni合金粉末与镀镍碳纳米管的重量比为100:(0.5‑1)，制备方法是将Mg2Ni合金粉末与镀镍碳纳米管分别进行强流电子束脉冲表面辐照预处理，然后利用行星球磨进行机械合金化，最后再进行强流电子束脉冲表面辐照处理，即得。本发明有效改善了镁基储氢合金较差的吸放氢热、动力学性能，大幅度提高了镁基储氢合金的低温吸放氢性能以及吸放氢速率，使其更具实际应用价值。

技术领域

本发明涉及储氢材料技术领域，尤其涉及一种镁基储氢合金及其制备方法。

背景技术

氢是一种重要的二次能源，具有燃烧热值高、储量丰富、无毒无污染等优点，氢能技术已经受到研究者的广泛关注。由于氢的储存与转化是能量有效利用的关键，高效储氢材料的开发与利用成为急需解决的技术问题。储氢合金是一种新型绿色功能材料，其是由易生成稳定氢化物的元素A(如La，Zr,Mg等)与其它元素(Cr，Mn，Fe，Co，Ni等)组成的金属间化合物，在一定条件下具有吸、放氢性能，具有储氢量大、无污染、可重复使用的特点，是当前研究较多、使用最广的固态储氢材料。

储氢合金主要分为稀土系、钛系、锆系、镁系四大种类，其中，镁基储氢合金具有储氢量高、质量轻、成本低廉、资源丰富等特点，是最具开发潜力的储氢材料之一，具有广阔的前景与发展潜力。然而，由于镁基储氢合金的相结构稳定性高，导致其吸放氢温度高、吸放氢速率相对缓慢，尤其是在低温条件下的体系吸放氢性能差，这严重制约了镁基储氢合金的大规模应用推广。因此，如何改善镁基储氢合金的吸放氢性能成为当前的一个研究热点。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种镁基储氢合金及其制备方法，能够改善镁基储氢合金较差的吸放氢热、动力学性能，大幅度提高镁基储氢合金的低温吸放氢性能以及吸放氢速率，使其更具实际应用价值。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种镁基储氢合金，其是由Mg₂Ni合金粉末与镀镍碳纳米管制成，所述Mg₂Ni合金粉末与镀镍碳纳米管的重量比为100:(0.5-1)。

优选地，所述Mg₂Ni合金粉末的制备方法如下：将纯度＞99％的Mg、Ni粉末按原子比2:1配料得到混合金属粉末，将所述混合金属粉末加入球磨罐中，然后加入不锈钢磨球，将球磨罐放入行星式球磨机中，在氩气保护下进行常温球磨，得到Mg₂Ni合金粉末，所述不锈钢磨球与所述混合金属粉末的重量比为1：(0.05-0.1)，所述球磨时间为5-10h，转速为300-500r/min。

优选地，所述镀镍碳纳米管的制备方法如下：先将碳纳米管在4-4.5mol/L的硫酸溶液中于50-60℃氧化处理20-30min，用去离子水清洗后，在敏化液中敏化30-60min，用去离子水清洗后在活化液中活化30-60min，用去离子水清洗后得到预处理碳纳米管，将所述预处理碳纳米管加入化学镀镍液中搅拌成浓度为0.5-1g/L的碳纳米管悬液，然后镀镍30-90min，用去离子水清洗后，干燥，即得镀镍碳纳米管。

优选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为10-20nm，长度为5-10μm。

优选地，所述敏化液由浓度为10-15g/L的氯化锡和浓度为30-40g/L的盐酸溶液按照体积比1:(1-1.5)配制而成，所述活化液由浓度为0.4-0.6g/L的氯化钯溶液和浓度为2-4g/L的盐酸溶液按照体积比1:(1-1.5)配制而成，所述化学镀镍液由浓度为40-50g/L的硫酸镍溶液、浓度为15-20g/L的乙酸钠溶液、浓度为20-30g/L的乳酸溶液按照体积比(1-2)：(1-2)：(1-2)配制而成。

一种镁基储氢合金的制备方法，包括如下步骤：