【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计新能源材料的储氢材料的，具体涉及一种珊瑚球状状状nio/nife2o4催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、当前，全球能源消耗主要依赖于化石燃料，如煤炭、石油和天然气，这不仅加剧了能源供应的紧张局势，也严重恶化了环境污染状况，导致全球气候变化问题日益严峻。面对这一挑战，各国纷纷转向新能源的开发与利用，以减少对化石燃料的依赖，减轻对气候变化的影响。氢能因其能量密度高、环境友好、用途广泛而被认为是一种很有前景的可再生能源。固态储氢被认为比压缩液态储氢更具有潜力，在众多储氢材料中，镁基材料由于它的高储氢密度，低工作温度，高储氢容量在众多储氢材料中脱颖而出。然而稳定的热力学和缓慢的吸附动力学限制了其实际应用。目前，研究人员普遍采用催化剂掺杂、合金化、微观结构控制等方法来提高镁基储氢材料的性能。这些方法可以提高加氢/脱氢反应速率，降低氢吸收和解吸表观活化能。
2、近年来,研究者通过摻杂改性、纳米化、复合体系构建和纳米工程等方式改善mgh2的储氢性能，根据研究发现过渡金属的添加，可以削弱mg-h相互作用并延长mg-h键，因为氢原子倾向于与过渡金属形成共价键，而3d过渡金属元素与h原子的共价键相对较弱。因此，过渡金属被认定是主要的催化活性物质，被广泛用于提高mgh2储氢体系的吸氢和解吸性能。
3、目前过渡金属以及过渡金属氧化物作为催化剂可以有效改善复合材料的储氢性能，nio/nife2o4作为催化剂有很好的储氢表现。其中原位形成的mg2ni/mg2nih4，促进了氢原子的吸收/解离，提高了复合材料的储
4、现有技术liu等人(journal of alloys and compounds,2021,doi：(10.1016/j.jallcom.2021.162682)采用煅烧nial-层状双氢氧化物(nial-ldh)获得的层状ni/al2o3复合材料，使用高能球磨法成功将制备了ni/al2o3-mgh2纳米复合材料使复合材料的起始放氢温度降低至190℃。
5、类似的gao等人(journal of alloys and compounds,2020,doi：10.1016/j.jallcom.2020.154631)通过水热煅烧法合成了mose2@feni3空心纳米球催化剂，将mgh2复合材料的初始脱氢温度降低到194℃，在150℃下30s内即可吸收5.8wt％的h2。，而球磨mgh2样品在同样条件下几乎不吸收氢气。证明了mose2@feni3对mgh2吸放氢性能具有优异的催化效果。
6、综上所述，每一个镍基化合物都会使mgh2性能有所改善。
7、在此基础上，ren等人(journal of alloys and compounds,2022,doi：(10.1016/j.jallcom.2021.162048)采用湿化学法制备了ni/fe3o4@mil复合材料，随后在氩气气氛下与mgh2进行球磨，制备出了核壳ni/fe3o4@mil-mgh2纳米复合材料，通过两种材料的协同作用，使mgh2的综合性能得到了提升。虽然该技术方案通过ni，fe3o4的协同作用，将mgh2的起始温度降至244℃比球磨mgh2降低约96℃，但与其理想性能仍有一定差距。
8、因此，通过合理的制备方法，成功控制了催化剂的结构，使其呈现出由4-5μm直径的圆球构成。这种结构可以在球磨过程中充当助磨剂，进一步降低mgh2的初始放氢温度，从而提升材料的性能。
9、以上工作报道分别用镍基化合物以及过渡金属ni和fe基摻杂到mgh2，进行改性，协同催化来改善mgh2的综合性能，但是mgh2储氢材料的储氢性能在实际应用中仍存在不足,有待进一步改善。因此,还需要解决的问题有：
10、1、储氢材料在循环过程中稳定性差的问题；
11、2、储氢材料在放氢过程中放氢量少的问题；
12、3、储氢材料在放氢过程中动力学性能差的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种珊瑚球状nio/nife2o4催化剂及其制备方法和应用。
2、根据申请人的工作和对上述技术方案的研究分析，可以得到以下结论：目前关于过渡金属氧化物催化剂制备方法的研究，仍然无法实现对mgh2性能的大幅提高。
3、因此，本专利技术针对储氢方向现有的技术问题，采用其他制备条件的方法，实现以下专利技术目的：
4、通过水热煅烧法。之后在ar气气氛下通过星球磨机将mgh2与6wt％的催化剂一起研磨制备得到了mgh2复合材料，珊瑚球状nio/nife2o4能有效改善mgh2的吸放氢性能。
5、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
6、珊瑚球状nio/nife2o4催化剂，其特征在于：制备工艺简单，以ni、fe和o为催化剂主要成分，由直径为3-4μm的微球组成；通过简单的一步水热和煅烧技术获得了珊瑚球状nio/nife2o4，同时通过添加不同比例的nh4f对催化剂的形貌进行了调控。
7、其中，所述珊瑚球状nio/nife2o4是通过水热和管式炉煅烧合成了催化剂，选择添加6mol的nh4f所制备的催化剂，其微观形貌为在光滑圆球上通过高分散纳米片组装形成的微球，与mgh2接触面积更大使球磨效果更理想，有助于nio/nife2o4在mgh2基体上的均匀分布；
8、所述催化剂的基底材料为四水合氯化铁、六水合硝酸镍、氟化铵和尿素。
9、珊瑚球状nio/nife2o4催化剂的制备方法，包括以下步骤：
10、步骤1)nio/nife2o4的制备，把一定物质的量的fecl2·4h2o、nh4f、ni(no3)2·6h2o和co(nh2)2依次分散在无水乙醇中并搅拌。待完全溶解后，将溶液转移到高压釜中保温一段时间。自然冷却至室温后，收集水热样品沉积物用去离子水与无水乙醇交叉洗涤数次，收集离心后沉淀物后通过真空干燥。随后将干燥后的粉末装入石英坩埚中转移到马弗炉内，在空气气氛下煅烧一段时间得到珊瑚球状nio/nife2o4；
11、所述步骤1中fecl2·4h2o(1mmol)、nh4f(6mmol)、ni(no3)2·6h2o(4mmol)、co(nh2)2(8mmol)、无水乙醇(25ml)，所述步骤1的搅拌条件为搅拌25min，所述步骤1的药品滴入顺序条件为依次缓慢滴入，所述步骤1水热反应的条件为120℃保温2h，所述步骤1的洗涤和干燥条件是去离子水洗涤离心4次，离心转速为6000r/min，离心时间为5min，80℃干燥12h，所述步骤1的煅烧条件为350℃下煅烧2h。
12、步骤2)nio/nife2o4催化剂掺杂mgh2的储氢材料的制备，以一定质量比，将步骤1所得nio/nife2o4和mgh2进行混合后，在一定条件下进行球磨，即可得到nio/nife2o4掺杂mgh2的储氢材料。
13、所述步骤2中nio/nife2o4的质量分数为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂，其特征在于：所述催化剂包括元素Ni、Fe、O，所述催化剂呈微球状。
2.一种珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂掺杂MgH2的储氢材料作为储氢领域的应用，其特征在于：以一定质量比，将得到的形貌最佳的珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂和MgH2进行混合，在一定条件下进行球磨，得到NiO/NiFe2O4催化剂掺杂MgH2的储氢材料；
5.根据权利要求4所述的珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂掺杂MgH2的储氢材料作为储氢领域的应用，其特征在于：所述球磨的条件为，以氩气为保护气氛,球料比为40:1，球磨转速为400-450r/min，球磨时间为10-12h。
6.根据权利要求4所述的珊瑚球状NiO/NiFe2O4催化剂掺杂MgH2的储氢材料作为储氢领域的应用，其特征在于：通过对形貌进
...【技术特征摘要】
1.一种珊瑚球状nio/nife2o4催化剂，其特征在于：所述催化剂包括元素ni、fe、o，所述催化剂呈微球状。
2.一种珊瑚球状nio/nife2o4催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的珊瑚球状nio/nife2o4催化剂的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的珊瑚球状nio/nife2o4催化剂掺杂mgh2的储氢材料作为储氢领域的应用，其特征在于：以一定质量比，将得到的形貌最佳的珊瑚球状nio/nife2o4催化剂和mgh2进行混合，在一定条件下进行球磨，得到nio/nife2o4催化剂掺杂mgh2的储氢材...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，孙玮琦，余婷，杨芷程，张若洋，何庆杰，孙立贤，徐芬，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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