【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁基储氢材料的制备，涉及基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球能源短缺和环境问题加剧，发展可持续、清洁的新能源是当前全球面临的最为紧迫的问题之一。氢能具有来源广、清洁、能量密度高等特点，被认为是最具有发展潜力的新型能源之一。目前，制约氢能产业发展的关键技术瓶颈是安全、高效的氢储运问题。
2、基于金属氢化物的固态储氢技术不仅体积储氢密度高，而且与传统储氢方式相比能大幅度提高氢储运的安全性。
3、氢化镁具有高储氢密度、成本低、良好的循环稳定性等优点，是当前最具有发展前途的固态储氢材料之一。然而，氢化镁过高的热力学稳定性使其实际使用温度高于300℃，而且吸放氢速率缓慢，这直接限制了其产业化应用。掺杂催化剂是提高氢化镁性能的一种十分高效的解决方法。添加微量的催化剂能够显著降低氢化镁的吸放氢温度，而且能够有效降低储氢体系的动力学能垒，促进吸放速率的提升。
4、因此，发展一种具有高催化活性的掺杂剂对改善氢化镁储氢性能具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料；本专利技术的目的之二在于提供一种基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供一种基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料在固态储氢方面的应用。>
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、1.基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料，所述复合镁基储氢材料中包括氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物和mgh2材料，其中所述复合镁基储氢材料中氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物的质量百分比为3～15wt％。
4、优选的，所述氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物按照如下方法制备：
5、(1)制备zr-v双金属氧化物：将偏钒酸氨、四氯化锆和尿素溶于去离子水中，搅拌加热溶解使其混合得到均一溶液，进行水热反应后离心、冷冻干燥得到前驱体粉末，煅烧后得到zr-v双金属氧化物材料；
6、(2)制备氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物：将zr-v双金属氧化物和氧化石墨烯分散液混合均匀，在惰性气体氛围下球磨即可得到氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物。
7、进一步优选的，步骤(1)中，所述搅拌加热的温度为70～90℃，所述偏钒酸氨、四氯化锆和尿素的摩尔比为2.0:1.0:2.0～2.6:1.0:5.0。
8、进一步优选的，步骤(1)中，所述水热反应具体为：在180～220℃下水热反应8～12h。
9、进一步优选的，步骤(1)中，所述煅烧的温度为480℃～550℃、时间为2～5h。
10、进一步优选的，步骤(2)中，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量分数为0.3wt％～0.7wt％所述氧化石墨烯分散液中的溶剂为纯水；
11、所述zr-v双金属氧化物和氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量比为0.90:0.10～0.99:0.01。
12、进一步优选的，步骤(2)中，所述惰性气体为氩气或氮气；
13、所述球磨过程中球料比为10:1～20:1、球磨转速为150～250rpm、球磨时间为2～5h。
14、2.根据上述复合镁基储氢材料的制备方法，所述制备方法具体为：
15、将氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物和mgh2材料混合均匀，在氩气或者氢气氛围下球磨即可得到基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料。
16、优选的，所述氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物和mgh2材料的质量比为0.03:0.97～0.85:0.15；
17、所述球磨过程中球料比为20:1～30:1、球磨转速为350～400rpm、球磨时间为8～12h。
18、3.上述基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料在固态储氢方面的应用。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、1、本专利技术公开了一种基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料，该复合镁基储氢材料包括质量百分比为3～15wt％的氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物和mgh2材料，具有以下优点：一方面，氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物中zr-v双金属氧化物在吸放氢过程中被破碎并还原为低价态的物相(如zrh2、v2o3)后分散在mgh2材料中作为活性位点，能够促进氢的解离、扩散和结合，故zr-v双金属氧化物的添加为体系创造了一个多相、多界面的协同催化环境；另一方面，氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物中氧化石墨烯的物理掺杂可以作为额外的电子转移介质，加快了吸放氢过程中mg-h键和h-h键的断裂和结合。因此，mgh2材料经过氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物的催化，可实现以下技术效果：(1)显著降低了镁基储氢材料的初始放氢温度；(2)显著提升放氢速度；(3)显著提升了吸氢速率。
21、2、本专利技术还公开了一种基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料的制备方法，先通过水热-煅烧法制备出zr-v双金属氧化物，再通过球磨混合制备出氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物，最后通过与mgh2材料机械球磨混合后制备得到基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料，该制备方法简单、容易操作，可以满足镁基储氢材料的工业应用要求。
22、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.基于氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料，其特征在于，所述复合镁基储氢材料中包括氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物和MgH2材料，其中所述复合镁基储氢材料中氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物的质量百分比为3～15wt％。
2.根据权利要求1所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，所述氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物按照如下方法制备：
3.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌加热的温度为70～90℃，所述偏钒酸氨、四氯化锆和尿素的摩尔比为2.0:1.0:2.0～2.6:1.0:5.0。
4.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应具体为：在180～220℃下水热反应8～12h。
5.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(1)中，所述煅烧的温度为480℃～550℃、时间为2～5h。
6.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(2)中，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量分数为0.3wt％～
7.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(2)中，所述惰性气体为氩气或氮气；
8.根据权利要求1～7任一项所述复合镁基储氢材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物和MgH2材料的质量比为0.03:0.97～0.15:0.85；
10.权利要求1～7任一项所述基于氧化石墨烯掺杂的Zr-V双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料在固态储氢方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物改善的复合镁基储氢材料，其特征在于，所述复合镁基储氢材料中包括氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物和mgh2材料，其中所述复合镁基储氢材料中氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物的质量百分比为3～15wt％。
2.根据权利要求1所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，所述氧化石墨烯掺杂的zr-v双金属氧化物按照如下方法制备：
3.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌加热的温度为70～90℃，所述偏钒酸氨、四氯化锆和尿素的摩尔比为2.0:1.0:2.0～2.6:1.0:5.0。
4.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应具体为：在180～220℃下水热反应8～12h。
5.根据权利要求2所述的复合镁基储氢材料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉安，万海毅，邱俊淇，雍美琪，胡杨，郭子毅，王敬丰，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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