【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态储氢材料领域，具体涉及一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法。
技术介绍
0、技术背景
1、氢能作为一种高储量、高能量密度、清洁环保、可再生的新型能源，成为了替代化石燃料的重要发展方向。目前，氢能的规模化利用主要涉及氢气制备、储存和应用三个节点。开发安全、高效、经济的储氢技术是氢能大规模应用的瓶颈之一。储氢技术可分为高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。固态储氢材料与高压气态储氢材料相比具有安全性高，稳定性好，储氢材料储氢容量大，储运氢及加氢成本低，势必将成为未来氢能大规模应用的储氢系统的最理想材料。目前，固态储氢材料的研究不断向高储氢密度的轻质高容量氢化物储氢体系发展，主要包括轻金属氢化物等。mgh2的质量储氢密度为7.6wt％，同时还有良好的可逆性，来源丰富，成本低廉，是目前轻金属氢化物研究的热点。
2、但是商业mgh2放氢需要在300℃以上进行，且在吸放氢循环过程中，会出现明显的储氢容量衰减。因此将其作为商业化储氢材料还需要解决其放氢温度高和循环稳定性衰退的问题，导致mgh2放氢反应温度高的原因主要包括放氢热力学吸热焓变大以及放氢动力学缓慢两方面。引入催化剂是解决mgh2放氢所面临的动力学问题有效手段之一。
3、在众多催化剂中，钒元素有利于mgh2的脱氢，因此现有技术已经出现将过渡金属钒基催化剂与mgh2复合，以解决mgh2放氢所面临的动力学问题的研究。目前针对钒基催化剂的研究主要有：通过球磨，引入钒基氧化物、双金属盐降低mgh2的可逆吸放氢温度。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的放氢温度高、循环稳定性衰退和储氢容量低的问题，本专利技术提供一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法。
2、为了达到本专利技术的目的，本专利技术提供一种基于氧化石墨烯(go)负载绿硫钒石(vs4)催化提升mgh2储氢性能的方法，包括以下步骤：
3、步骤一：go和氯代1-丁基-3甲基咪唑盐([bmim]cl)超声均匀分散在去离子水中，得混合溶液；
4、步骤二：na3vo4·12h2o和c2h5ns(taa)加入混合溶液，搅拌后的混合溶液转移在反应釜内，进行水热反应。
5、步骤三：反应液冷却至室温后，离心收集产物，用去离子水和无水乙醇各洗涤数次，60℃下真空干燥，制得催化剂标记为go@vs4。
6、步骤四：将mgh2和制得的go@vs4催化剂混合球磨，制备得mgh2和go@vs4的复合材料。
7、上述步骤四中，mgh2和go@vs4的质量比为80-95：5-20。
8、上述步骤四中，优选mgh2和go@vs4的质量比为85：15。
9、上述步骤一中，15mg的go和2mmol的氯代1-丁基-3甲基咪唑盐([bmim]cl)超声6h均匀分散在15ml的去离子水中。
10、上述步骤一中，超声5-8h。
11、上述步骤二中，0.5mmol的na3vo4·12h2o和10mmol的c2h5ns(taa)相继加入混合溶液，继续搅拌1-2h。
12、上述步骤二中，水热反应温度为160-180℃，时间为20-24h。
13、上述步骤四中，mgh2和go@vs4装入球磨罐中，充入50bar氢气后进行球磨，球磨时采用双向运行模式，先正转12min，之后暂停6min，再反转12min，然后暂停6min，以此循环。
14、上述步骤四中，球磨转速为400rpm，磨球与物料的质量比为120:1。
15、上述步骤四中，球磨珠为不锈钢材质，大小有三种，直径分别为16mm、12mm和6mm，按照质量51：42：27配比。
16、与现有技术相比，本专利技术的优点是：
17、1)钒的硫化物相比钒的氧化物和含钒的盐具有更高的电子电导率，且在吸放氢过程中不会生成mgo，可以在提升mgh2储氢性能的同时提升其储氢容量。
18、2)本专利技术通过离子液体氯代1-丁基-3甲基咪唑盐([bmim]cl)辅助的水热法合成go@vs4纳米颗粒复合材料催化剂，通过离子液体氯代1-丁基-3甲基咪唑盐([bmim]cl)辅助的水热法可将vs4纳米颗粒尺寸控制在10nm左右。
19、3)本专利技术制备的过渡金属硫化物催化剂绿硫钒石具有未饱和d电子和高的导电性，通过引入氧化石墨烯负载绿硫钒石(go@vs4)催化剂到mgh2中，可有效提升mgh2吸放氢反应动力学和循环稳定性，mgh2的放氢动力学活化能从122.7kj/mol降低至63.8kj/mol，循环100次质量放氢容量保持不变。
20、4)本专利技术提供的催化剂及相应的复合材料的制备工艺简单，对设备要求不高，易于操作；
21、5)得到的复合材料具有优异的放氢性能和稳定的循环性能，具有商业应用前景。
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1.一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，MgH2和GO@VS4的质量比为80-95：5-20。
3.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，优选MgH2和GO@VS4的质量比为85：15。
4.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤一中，15 mg的GO和2 mmol的氯代1-丁基-3甲基咪唑盐超声6 h均匀分散在15 mL的去离子水中。
5.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤一中，超声5-8 h。
6.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤二中，0.5 mmol的Na3VO4·12H2O和10 m
7.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤二中，水热反应温度为160-180ºC，时间为20-24 h。
8.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，MgH2和GO@VS4装入球磨罐中，充入50 bar氢气后进行球磨，球磨时采用双向运行模式，先正转12 min，之后暂停6 min，再反转12 min，然后暂停6min，以此循环。
9.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，球磨转速为400 rpm，磨球与物料的质量比为120: 1。
10.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升MgH2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，球磨珠为不锈钢材质，大小有三种，直径分别为16 mm、12mm和6 mm，按照质量51：42：27配比。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，mgh2和go@vs4的质量比为80-95：5-20。
3.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤四中，优选mgh2和go@vs4的质量比为85：15。
4.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤一中，15 mg的go和2 mmol的氯代1-丁基-3甲基咪唑盐超声6 h均匀分散在15 ml的去离子水中。
5.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤一中，超声5-8 h。
6.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯负载绿硫钒石催化提升mgh2储氢性能的方法，其特征在于：所述步骤二中，0.5 mmol的na3vo4·12h...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳霞，李政隆，杨亚雄，王新强，高勇，崔文岗，苗健，潘洪革，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：
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