[发明专利]一种采用化学方法制备氢化钛粉末的方法

说明书

本发明公开了一种采用化学方法制备氢化钛粉末的方法，属于粉体制备技术领域。该方法具体步骤是：采用钛粉为原料，加入一定量的锌粉及一定浓度的硫酸溶液，在常压、120℃‑230℃的较低温度下制备氢化钛粉体。本发明首次采用化学方法制备成功氢化钛粉末。在制备过程中不需要在密闭的容器中加入氢气，既节约了成本，又减少了对环境的污染；同时由于合成温度低、常压操作，容易实现工业化批量生产，从而有望推动储氢材料的发展。

技术领域

本发明属于粉体制备技术领域，具体涉及制备TiH₂粉末的方法，更具体来说，本发明涉及这样一种制备TiH₂粉末的方法，将钛粉作为原料，在高压釜中进行氢化处理，采用化学方法制备氢化钛粉末。

背景技术

氢化钛(TiH₂)粉末具有广泛的用途。可以作为金属和非金属之间的连接剂，更为重要的用途是作为储氢材料。目前，氢化钛的制备主要采用钛金属粉末直接在高温下加氢反应获得，由于这些金属粉末本身获得的难度较大，因此价格昂贵，用现有生产方法制取氢化钛能耗大、成本较高，不适用于工业化大批量的生产，因此限制了氢化钛的应用。中国发明专利CN200810300862.0(公开日：2008年9月3日)公开了一种氢化钛的制备方法，它由钛原料在含有钙或锂的条件下与金属镁混合，置入密闭容器中通入氢气加温进行氢化反应，使反应物料中的钛转化成为氢化钛，然后将反应所得物用酸将氢化钛以外的其它杂质溶解洗除得到氢化钛；中国发明专利CN200780033193.9(公开日：2009年9月5日)公开了一种将加工过程中的钛粉料用作原材料来制备氢化钛。主要包括以下主要步骤：将含钛废料充入反应容器中；去除该反应容器中的空气并向该反应容器供应氢气；以及执行球磨研磨。以上的专利方法都涉及到在密闭容器中通入氢气加温进行氢化反应，而制备氢化钛的粉体材料。无疑，增加了反应的成本，不适合于工业化的批量生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用化学方法制备氢化钛粉末的方法，以期减少制备成本，减少环境污染，推动储氢材料的发展。

本发明一种采用化学方法制备氢化钛粉末的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将钛粉、锌粉与一定浓度的硫酸溶液混合后，放入到反应容器中密封；

所述硫酸溶液的浓度为0.5～3mol/L，钛粉和锌粉的摩尔比为1：10～80，所述锌粉与硫酸的摩尔比为2～4：1；

(2)将步骤(1)密封的反应容器置于120～230℃的烘箱中，加热2～6h；

(3)关闭烘箱电源，将反应容器随烘箱自然冷却至室温，洗涤，烘干，得到氢化钛粉末。

进一步的，所述步骤(3)的洗涤是指：将溶液在转速为2000～8000转/分钟的离心机离心，得到沉淀物，将沉淀物重新分散到去离子水中，抽滤，重复上述步骤，直至滤液的pH值达到7。

进一步的，所述反应容器为有机物容器或贵金属容器。

更进一步的，所述反应容器为聚四氟乙烯容器。

本发明的科学原理：通过锌粉与硫酸反应生成氢气，在密闭环境中与钛粉发生氢化反应，生成氢化钛粉体。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、首次实现了采用化学法制备氢化钛(TiH₂)粉末。

2、涉及的采用化学法制备氢化钛粉体合成方法，以钛粉为原料，并加入一定浓度的锌粉和硫酸溶液，在系统自身产生的压力下、120-230℃的较低温度下合成氢化钛粉体。这种方法因为合成温度低、常压操作，容易实现工业化批量生产。

3、由于未采用在密闭的容器中通入氢气的方法制备氢化钛粉体，既节约了成本，又减少了对环境的污染。

附图说明