[发明专利]一种氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料、制备方法及应用，方法包括如下步骤：将Mg(BH₄)₂粉末置于容器中，加入有机溶剂I，超声分散，然后通过搅拌使其保持悬浮状态，得到悬浊液A；称取氟化石墨烯粉末，超声分散于有机溶剂II中，得到分散液B；称取聚甲基丙烯酸甲酯，加入有机溶剂III，溶解得到溶液C；在搅拌条件下，将分散液B和溶液C滴加至悬浊液A中，并滴加界面键合剂，溶液C滴加过程中，聚甲基丙烯酸甲酯自混合液中产生析出，滴加完成后继续搅拌，过滤、清洗、干燥，得到氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料。该复合储氢材料用于固体推进剂能够降低推进剂摩擦感度，保证该材料自身和与含硝酸酯粘合剂混合体系推进剂的安全性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料、制备方法及应用。

背景技术

硼氢化镁(Mg(BH₄)₂)由三种元素Mg、B和H组成，其质量储氢分数高达14.8％wt。研究发现，Mg(BH₄)₂不但可以在高温下释放氢参加爆轰反应，释放大量的热和水蒸气，而且还可以引燃体系中的硼和镁这两种高热值燃烧剂来释放能量，因此其提高炸药能量的能力高于纳米金属材料。所以Mg(BH₄)₂有望作为高热值的火炸药组分，提高和改善火炸药性能。

虽然Mg(BH₄)₂具有储氢密度高、含能高、污染小、安全可靠等特点，但是Mg(BH₄)₂自身不稳定，易与水反应，影响混合炸药的储存寿命和环境适应性，且爆轰过程中炸药体系的硼元素在爆轰过程中表面易形成沸点较高的液态氧化层，阻碍爆轰反应的进一步进行。同时，Mg(BH₄)₂与高能粘合剂(GAP/硝酸酯体系)的相容性极差，在含能材料中感度高，满意满足在推进剂研制、生产、运输过程中对安全性能的要求。因此，可以通过对Mg(BH₄)₂进行包覆处理来改善其稳定性，满足其工程化使用要求。国外研究者通过大量的理论和试验探索了稳定储氢材料的方法和途径。主要包括表面钝化法、离子掺杂法、表面包覆和晶型转变法。目前采用上述方法处理储氢材料后，虽然可以改善储氢材料与高能粘合剂(GAP/硝酸酯体系)的相容性，但是储氢材料的有效储氢量显著降低，甚至部分处理方法还破坏了储氢材料的原始结构，影响了储氢材料在含能材料中的使用效果。

因此，寻找更为合适的处理方法，在不显著降低储氢材料有效氢含量的前提下隔断储氢材料与GAP/硝酸酯粘合剂的直接接触，可以显著改善储氢材料与GAP/硝酸酯粘合剂的相容性，充分发挥储氢材料的优势，实现其在含能材料中的应用。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料、制备方法及应用，利用氟化石墨优异的特性，通过溶剂-反溶剂法，一步实现了氟化石墨烯包覆Mg(BH₄)₂复合储氢材料的可控制备。通过撞击感度和摩擦感度实验，验证了氟化石墨烯包覆Mg(BH₄)₂复合储氢材料在复合固体推进剂、火炸药等含能材料领域应用过程中的安全问题，且解决了采用其他包覆材料包覆不完全或包覆不均匀以及包覆剂用量较大等问题，从而完成本发明。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种氟化石墨烯包覆硼氢化镁复合储氢材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将Mg(BH₄)₂粉末置于容器中，加入有机溶剂I，超声分散，然后通过搅拌使其保持悬浮状态，得到悬浊液A；

S2，称取氟化石墨烯(FGO)粉末，超声分散于有机溶剂II中，得到分散液B；