[发明专利]一种非晶微量镧复合层状镁复合材料及其制备方法和应用

说明书

一种非晶微量镧复合层状镁复合材料及其制备方法和应用，本发明涉及一种镁复合材料及其制备方法和应用。本发明的目的是要解决现有镁复合材料的储氢容量低，吸放氢效率低、循环稳定性差和成本高的问题。一种非晶微量镧复合层状镁复合材料为非晶镁‑镧分布在纳米层状镁基体的表面以及层间。方法：一、将镁粉、镧盐和有机溶剂混合反应，固液分离，干燥，得到混合物；二、在惰性气氛保护下，将混合物从室温升温至煅烧温度后煅烧。一种非晶微量镧复合层状镁复合材料作为储氢材料使用。本发明制备的非晶微量镧复合层状镁复合材料在200℃条件下，储氢量高于7.6wt％。本发明可获得一种非晶微量镧复合层状镁复合材料。

技术领域

本发明涉及一种镁复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

氢(H₂)被认为是一种替代能源载体，有可能促进化石燃料向清洁能源的转变。预计未来氢经济性的主要障碍之一是缺乏安全、高效和经济的车辆氢储存。目前，镁(Mg)具有理论储氢能力高、储量丰富、成本低、重量轻、低毒等特点，在氢能源汽车的开发中具有广阔的市场前景。然而，就吸氢效率和循环稳定性而言，Mg仍然无法满足美国能源部(DOE)对车载储氢技术的要求，考虑到该材料存在两个主要缺点，即高吸附温度和缓慢的氢吸附动力学，因为它很容易被氧化，并在表面生成一层氧化物层，这会阻碍氢扩散。目前，主要的解决方案是镁结构的纳米化和催化剂的加入。纳米Mg的吸放氢能确实可以降低，特别是当Mg的直径减小到1nm以下时，H原子和Mg之间的相互作用可能在室温下发生，催化剂为氢扩散提供通道和活性位点，提高吸放氢动力学性能。

非晶态催化剂具有更灵活的组成、更无序的原子结构和更多的活性中心，这些材料通常在温和的反应条件下制备，也可以降低生产成本，促进其工业发展。非晶态催化剂在镁基储氢系统中的应用越来越广泛。Zhou等人研究了非晶态TiCu添加剂的催化效果，与相同成分的晶态合金相比，氢在非晶态TiCu氢化物中的扩散速度远快于TiCu的晶态氢化物相，表明非晶态催化剂对Mg与H相互作用的影响，并提高了加氢动力学速率，在300℃时，氢的动力学和容量均表现出良好的循环性能。由于La的重量高于Mg，La的加入会降低Mg的含量，从而导致Mg基体系的储氢能力下降。

发明内容

本发明的目的是要解决现有镁复合材料的储氢容量低，吸放氢效率低、循环稳定性差和成本高的问题，而提供一种非晶微量镧复合层状镁复合材料及其制备方法和应用。

一种非晶微量镧复合层状镁复合材料为非晶镁-镧分布在纳米层状镁基体的表面以及层间。

一种非晶微量镧复合层状镁复合材料的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、将镁粉、镧盐和有机溶剂混合，再在室温下反应，反应结束后固液分离，再干燥，后得到混合物；

二、在惰性气氛保护下，将混合物从室温升温至煅烧温度，再在煅烧温度下进行煅烧，得到非晶微量镧复合层状镁复合材料。

一种非晶微量镧复合层状镁复合材料作为储氢材料使用。

在本发明中，所述非晶微量镧复合层状镁复合材料还包括分布在所述纳米层状镁基体表面以及层间的非晶镁镧化合物；所述镁镧化合物为MgLa和Mg₂La。

本发明的原理及应用：