【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氢能源存储，涉及一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法。
技术介绍
1、氢能被称为人类21世纪的终极能源，随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的提高，氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源，受到了广泛关注，氢能产业包括制氢、储氢和应用三个环节。氢在常温常压下为气态，且密度低、易泄漏、易燃易爆，给储存和运输带来了极大的困难。因此，开发高效、安全的储氢材料是氢能应用的关键。储氢是目前行业面临的瓶颈。因此，专利技术一种纳米储氢材料，可有效丰富储氢行业在用材与选材上的宽泛取向，它将促使该领域科研人员研发出新的科研成果。
2、目前市场上储氢产品很多，大体上有甲醇储氢、高压储氢、液化储氢、固态吸附储氢和金属氢化物储氢等，除了高压储氢目前已经商业化外，其他储氢产品目前还处于实验阶段。所以，如何研发出能够更好地促进储氢产品的行业需求，并在储氢行业得到广泛应用，成为科研人员亟待解决的问题。有鉴于此，研发一种选用灵活、结构简单、安全性高、储氢容量大，且具有寿命长、高效节能、绿色环保等特点的储氢产品成为该领域科研人员寻求的新目标。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，具有储氢能力强，使用寿命长的特点。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，所述储氢材料的制备方法如下，
4、s1：将硝酸铈、硝酸镧、硝酸铜按摩尔比1：1：3混合，混合均匀后加入去离子水中直至
5、s2：称取柠檬酸，柠檬酸和硝酸铈、硝酸镧、硝酸铜混合物的摩尔比为（1.5~2）:1，将柠檬酸溶解于去离子水中，得到浓度为1mol/l的溶液b；
6、s3：将混合溶液a加热至50℃，将溶液b缓慢加入至混合溶液a中，加入的同时搅拌，直至溶液呈澄清状态，得到混合溶液c；
7、s4：向混合溶液c中通入浓度为10%的氨气，同时升温至80℃，溶液ph值为7后，停止氨气的通入，继续搅拌，得到凝胶d；
8、s5：将凝胶d放入110℃烘箱中进行干燥，干燥时长为12h，将干燥后的固体转移至马弗炉中，300℃下焙烧2.5h，得到固体e；
9、s6：将固体e转移至球磨机中，加入改性硅藻土，钛碳化铝，其质量比为固体e：改性硅藻土：钛碳化铝 = 5：2：2，以300r/min的转速进行研磨，研磨时长为1h，得到混合物f；
10、s7：将混合物f再次转移至马弗炉中，400℃下焙烧2h，以3℃/min降温至室温后，粉碎，得到粒径为150~200目的粉末g；
11、s8：将粉末g放入模具中，以5℃/min升温加热至1500℃，升温至1500℃后恒温反应8h，再在氮气气氛下以10℃/min降温至室温，室温下静置2h，并持续用氮气吹扫，从模具中取出，得到所述储氢材料。
12、进一步的，所述改性硅藻土的制备流程如下，
13、s1.1：将硅藻土和石墨烯按质量比2：1混合，在球磨机中以400r/min的转速研磨1h，得到混合物h，将混合物h放入质量分数为10%的硝酸中加热至60℃，回流反应4h，反应完成后用去离子水洗涤至ph值为7，在80℃下干燥12h，得到混合物i；
14、s1.2：将混合物i和硝酸锆按质量比2：1混合，加热至120℃，在球磨机中以400r/min的转速研磨1h，通入氮气吹扫，同时缓慢冷却至室温，得到所述改性硅藻土。
15、进一步的，所述s4中氨气通入的流速为500ml/min。
16、进一步的，所述s5中马弗炉的升温速率为3℃/min。
17、进一步的，所述s6中研磨得到的混合物f粒径大小为200目。
18、进一步的，所述s7中马弗炉的升温速率为5℃/min。
19、进一步的，所述s1.1中研磨得到的混合物h粒径大小为200目。
20、进一步的，所述s1.2中氮气的通入流速为10m/s。
21、进一步的，所述s1.2中以3℃/min的速率缓慢冷却至室温。
22、本专利技术先通过柠檬酸溶胶凝胶法制备金属复合物，溶胶凝胶法具有结构可控，成分均匀的优点，使用该方法制得的金属复合物具有孔径分布均一和高比表面积的性能。
23、硝酸铈、硝酸镧、硝酸铜等金属离子与柠檬酸形成的络合物能够在溶胶中均匀分散，确保了金属元素在最终储氢材料中的高度分散性，金属元素的高度分散性有助于提升材料的催化活性和储氢性能，复合金属中的镧和铈都是稀土金属，稀土金属具有活泼的电子结构，能够与氢气进行反应，形成稳定的稀土氢化物，从而实现氢气的储存。此外，金属元素的均匀分散和络合作用，也使得储氢材料具有更高的储氢容量和更快的吸放氢动力学性能。
24、在制备过程中，通过调整柠檬酸与金属离子的比例为（1.5~2）：1，确保所有金属都被络合，可以更好的控制材料的结构和组成，从而得到具有更优性能的储氢材料。在制备过程中通入氨气以调控ph值，可以影响柠檬酸与金属离子的络合程度和凝胶的形成，ph值为7时有助于形成稳定的络合物和均匀的凝胶结构，从而得到性能优异的储氢材料；此外，ph值为7时材料的有最佳的比表面积和孔径分布，这也进一步提高了材料的储氢性能。
25、钛碳化铝在储氢材料中起到复合作用，其中的钛和铝与氢有较强的相互作用，而碳元素则提供结构稳定性。钛碳化铝中的钛铝碳化合物为氢扩散提供通道，促进氢在储氢材料中的扩散；而碳化钛则是氢储存的主要载体，两者复合所得的复合储氢材料既有良好的储放氢热动力学性能，又有较高的储氢容量。钛碳化铝与稀土金属复合时，两种物质的原子发生相互扩散，形成一定厚度的扩散层，扩散层会形成复合界面并使钛碳化铝掺杂到稀土金属表面，这进一步提高了储氢材料的储氢性能，这种复合作用还可以增加材料的比表面积、改善孔隙结构、提高氢气的扩散速率。硅藻土的加入可以增加储氢材料的孔隙数量和孔径大小，从而有利于氢气的吸附和储存。此外，硅藻土还可以作为载体或支撑材料，提高储氢材料的稳定性和机械强度。本专利技术使用改性硅藻土进一步提升其在储氢材料中的作用。
26、先将石墨烯和硅藻土混合在60℃硝酸中反应，将得到的混合物ph值调整为7后再和硝酸锆进行混合，并用氮气吹扫至室温得到改性硅藻土。在硝酸中，石墨烯和硅藻土会发生表面修饰和化学键合，形成更加紧密的结合，这种相互作用会改变硅藻土的表面性质，增加其比表面积和孔隙率。石墨烯的高比表面积和优异的电子传输性能有助于增加氢气分子的吸附位点，从而提高储氢容量，硅藻土本身具有多孔结构，将石墨烯与其混合改性后其结构可进一步优化，提供更多的储氢空间。再将硝酸锆负载到硅藻土和石墨烯混合物表面，硝酸锆的引入可以通过化学作用与硅藻土表面的如羟基、硅醇基等发生反应，形成新的si-o-zr化学键合，从而改变混合物表面的电荷分布，产生跟多的氢气吸附点，进一步优化混合物的如孔隙结构、比表面积，此外，这种化学键本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述储氢材料的制备方法如下，
2.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述改性硅藻土的制备流程如下，
3.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S5中马弗炉的升温速率为3℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S6中研磨得到的混合物F粒径大小为200目。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S7中马弗炉的升温速率为5℃/min。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S1.1中研磨得到的混合物H粒径大小为200目。
7.根据权利要求2所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S1.2中氮气的通入流速为10m/s。
8.根据权利要求2所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述S1.2中以3℃/min的速率缓慢冷却至室温。>...
【技术特征摘要】
1.一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述储氢材料的制备方法如下，
2.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述改性硅藻土的制备流程如下，
3.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述s5中马弗炉的升温速率为3℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨高吸附量储氢材料的制备方法，其特征在于，所述s6中研磨得到的混合物f粒径大小为200目。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，张娜，巴超群，刘洋，陆云杰，
申请(专利权)人：上海超高环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。