[发明专利]一种水解制氢用铝-锡-锌合金及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种水解制氢用铝-锡-锌合金，其特征在于，其原料及质量百分比如下：

基体元素Al：20-90wt.％；

活化元素Sn：5-75wt.％；

活化元素Zn：5-50wt.％；

铝-锡-锌合金中Al、Sn、Zn的晶粒为亚微米级，优选为纳米级；

铝-锡-锌合金材料内部具有均匀的纳米结构，Al和Sn之间形成纳米级原电池，其中Al作为阳极，Sn作为阴极；

铝-锡-锌合金材料内部具有大量晶格缺陷，处于热力学不稳定状态。

2.根据权利要求1所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金，其特征在于，所述铝-锡-锌合金中Zn在Al中形成固溶体。

3.一种如权利要求1所述水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料配制：称取纯Al粉末、纯Sn粉末与纯Zn粉末；

(2)粉末搅拌：将步骤(1)称取的粉末置于搅拌容器中，搅拌混匀后得到Al-Sn-Zn粉体；

(3)高压扭转加工：将步骤(2)得到的Al-Sn-Zn粉体置于高压扭转加工设备模具中，进行高压扭转加工，得到成型的铝-锡-锌合金片。

4.根据权利要求3所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，Al粉末尺寸为50-300μm，Sn粉末尺寸为20-100μm，Zn粉末尺寸为50-300μm。

5.根据权利要求3所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，进行高压扭转加工涉及的加工工艺参数包括压力、角速度、温度与圈数；

所述压力为高压扭转加工过程中模具施加在Al-Sn-Zn粉体样品上的压力，其值设定范围为1-24GPa；

所述角速度为高压扭转加工过程中模具设定的旋转速度，其值设定范围为0.5-3RPM；

所述温度为高压扭转加工过程中Al-Sn-Zn粉体样品所处密闭腔体内设定温度，其值设定范围为16-25℃；

所述圈数为高压扭转加工过程中模具旋转360°的次数，其值设定范围为1-50圈。

6.根据权利要求3所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，成型的铝-锡-锌合金片为：直径为0.5-5cm，厚度为0.05-1cm的圆形薄片。

7.根据权利要求3所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，对成型的铝-锡-锌合金片进行加工处理，以得到不同尺寸的铝-锡-锌合金片。

8.根据权利要求3所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌包括人工搅拌和机械搅拌，所述人工搅拌作业时间为5-30分钟，所述机械搅拌作业时间为2-10分钟。

9.一种如权利要求1或2所述的水解制氢用铝-锡-锌合金的应用，其特征在于，将铝-锡-锌合金片安置在氢气反应装置上，氢气反应装置通过恒温水浴锅加热，发生水解反应生产氢气。

10.根据权利要求9所述的一种水解制氢用铝-锡-锌合金的应用，其特征在于，恒温水浴锅加热温度为16-60℃。