[发明专利]一种储氢合金复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种储氢合金复合材料的制备方法，通过FeSO₄·7H₂O以及硫脲在140℃下反应24h，制备得到单元前驱体{[Fe₁₈S₂₅](TETA)₁₄}，该单元前驱体在高温、高压及氩气氛围下分解反应生成Fe₇S₈，生成的Fe₇S₈具有片花状纳米形貌，将其加入氢化的MgH₂并通过两次球磨的方法以制备MgH₂‑Fe₇S₈复合材料。本发明制备方法简单，过程易于控制，周期短，复合材料的吸氢/放氢动力学性能好，复合材料的初始脱氢温度跟纯MgH₂相比下降了约290℃，Fe₇S₈具有优异的催化性能。

技术领域

本发明属于储氢合金材料技术领域，涉及一种储氢合金复合材料的制备方法。

背景技术

由于温室气体的过度排放和化石材料的燃烧引起的全球环境问题已引起全人类的关注，并已经促使人类将研究方向集中在可替代能源上。而氢能因其具有能量密度高、清洁环保的特性，被认为是最具潜力和理想的能源替代品之一。然而，氢能的实际应用和推广仍然受到众多复杂技术障碍的阻碍。近年来，固态储氢材料作为理想的储氢介质受到了众多学者的青睐，其中，氢氧化镁(MgH₂)具有贮氢容量大、可逆性好、可用性丰富等优点，被认为是潜在的储氢材料之一，然而，MgH₂的动力学性能低下和热力学工作温度过高，阻碍了其实际应用。

为了提高其热力学和吸氢解吸性能，许多学者进行了各种尝试，包括机械合金化、纳米结构和催化剂掺杂等。诸多改性体系中，MgH₂掺杂催化剂以制备复合材料被认为是提高MgH₂性能的有效途径，催化剂可提升其动力学性能。特别是过渡金属及其化合物对MgH₂具有显著的催化作用而引起了人们的广泛关注，因此，寻找并制备有效催化剂以改善MgH₂性能成为了亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明旨在提供一种储氢合金复合材料的制备方法，方法简单，过程易于控制，制备周期短，合成的Fe₇S₈为纳米片花状结构，掺杂MgH₂制备成为复合材料后，极大提升了MgH₂动力学性能，复合材料的初始脱氢温度跟纯MgH₂相比下降了约290℃。

本发明的技术方案如下：

一种储氢合金复合材料的制备方法，其特征在于，按照如下的步骤顺序依次进行：

(1)称取Mg粉，将其氢化10h，制备得到MgH₂；

(2)称取MgH₂和Fe₇S₈，混合均匀后形成混合物，所述Fe₇S₈的含量占总复合材料的16.7wt.％；

(3)将上述混合物置于球磨罐中进行第一次球磨，球料比为20:1，氩气气氛下球磨5h，球磨结束后取出球磨罐，置于室温下自然冷却，得第一次球磨产物；

(4)将第一次球磨产物氢化10h，得氢化复合材料；

(5)将氢化复合材料置于球磨罐中进行第二次球磨，球料比为20:1，氩气气氛下球磨5h，球磨结束后取出球磨罐，置于室温下自然冷却，得最终储氢合金复合材料。

作为本发明的一种限定：所述球磨转速为350r/min，每球磨30min暂停15min，循环进行10次。

作为本发明的第二种限定，所述Fe₇S₈按照如下的步骤顺序依次进行：