[发明专利]一种新能源复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于储氢材料领域，具体涉及一种ZnSe掺杂Cu‑MOF/硅藻壳‑木质纤维素复合储氢材料。该制备方法的步骤包括：将硅藻壳和木质纤维素的悬浊液混合制得硅藻壳‑木质纤维素，然后以Cu(NO₃)₂·3H₂O和均苯三甲酸为原料在硅藻壳‑木质纤维素上负载Cu‑MOF，再以乙酸锌为锌源，Na₂SeO₃为硒源材料上合成ZnSe得到ZnSe掺杂Cu‑MOF/硅藻壳‑木质纤维素复合储氢材料。本发明所述储氢材料在室温低压下有良好的吸氢量和短的吸氢时间，放氢时的时间和放氢量也非常好。

技术领域

本发明属于储氢材料领域，具体涉及一种ZnSe掺杂Cu-MOF/硅藻壳-木质纤维素复合储氢材料。

背景技术

地球上传统的化石能源储存数量有限，且多数不可再生；而且传统化石燃料燃烧时易产生一氧化碳和二氧化硫等有害气体，引发温室效应以及酸雨等一系列环境污染问题。因此寻找一种可持续无污染的新能源开发与利用迫在眉睫。

在核能、太阳能、生物能、风能和氢能源等一系列可持续新能源中，氢能源具有一系列突出的优点。氢在地球上主要以化合物的形式储存在水中，因此氢能源具备储量丰富的优点；氢气质量很轻，便于运输与存储；氢气燃烧时的导热系数高，产生的热值大；燃烧反应后氢气生成水，更环保。储氢技术是氢能源应用的关键，储氢技术首要是要保证储存氢的安全，此外高效生产、储存和输送氢气是关键的技术问题。现有的储氢方式主要有三种：固态储氢、液态储氢和气态储氢；储氢的原理主要有物理储氢和化学储氢。固态储氢技术是在固体储氢材料中以物理方式或化学方式吸附储存氢原子或氢气分子，然后在特定的条件下使用催化还原等一系列方法以储氢材料为基底释放还原出氢能；它具有储氢量高、容器要求低、安全性能好的特点。然而现有的MgH₄、LiBH₄、NaAlH₄等储氢材料存在能量低、脱氢难、低温低压下储氢容量相对较小等问题，严重的制约了氢能源的应用发展。

发明内容

针对现有固态储氢技术中储氢材料脱氢难，低温低压下吸氢量小、吸氢速度慢的技术缺陷，本发明提供一种ZnSe掺杂Cu-MOF/硅藻壳-木质纤维素复合储氢材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种ZnSe掺杂Cu-MOF/硅藻壳-木质纤维素复合储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将木质纤维素加入适量NaOH水溶液中，在45-50℃的水浴温度下搅拌2-3h得到木质纤维素悬浮液。将硅藻壳用球磨机球磨后通过50目的筛子的得到粉体，然后将硅藻壳粉置于去离子水中超声15-20min，超声结束后过滤并加入适量去离子水中超声30-40min得到硅藻壳悬浮液。随后在80-85℃下将木质纤维素悬浮液和硅藻壳悬浮液混合搅拌6-8h，搅拌结束后过滤并将滤渣用去离子水洗涤至中性，再将样品置于真空干燥箱中在70-80℃下干燥30-36h得到硅藻壳 -木质纤维素材料。

步骤2：将适量的Cu(NO₃)₂·3H₂O加入无水乙醇中，超声5-8min，然后将步骤1制得的硅藻壳-木质纤维素加入溶液中，快速搅拌15-20min，搅拌结束后再向混合溶液中加入适量均苯三甲酸并继续搅拌10-13min，然后将混合溶液转移至反应釜中在130-140℃的温度下反应12-15h，随后过滤并将滤得产物置于甲醇中静置2天，静置结束后用去离子水洗涤3次并置于真空干燥箱中在90-95℃下干燥得到Cu-MOF/硅藻壳-木质纤维素。