【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储氢材料，具体而言，涉及到一种基于nibp/g的氢化镁储氢材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球能源、环境和气候变化等问题日益突出，可持续发展已成为新时代的重大课题。氢能以其能量密度高、资源丰富、零污染、零碳排放、可储存、可再生等固有优势，被视为理想的能源。然而，要实现氢能的商业化发展，需要降低制氢成本，提高储氢系统效率，选择合适的运输方式，目前推广氢应用技术仍然是当务之急。因此，寻找高效的储氢材料是一项具有挑战性的任务。
2、固态储氢材料中，mgh2因其资源丰富、价格低廉、储氢量高(7.6 wt%)、可逆性好等优点，被认为是最有潜力的储氢材料之一。需要指出的是，虽然氢化镁具有以上所述优点，但也存在着诸多问题。首先，mg-h键的高热力学稳定性导致mgh2的放氢温度高于673 k，对应于75 kj/mol的脱氢反应焓，其次由于氢分子在镁表面的解离和氢原子在mgh2表面的复合相对困难，氢原子在mg中，特别是在mgh2基体中的扩散速度较慢，导致镁基储氢材料活化困难，吸放氢动力学较差，这限制了氢化镁大规模商业应用。
3、目前为止，改善镁基储氢动力学和热力学性能的方法主要包括合金化、纳米化、添加催化剂。其中，添加催化剂是改善氢化镁性能最有效的方法。基于此，研发了本申请。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，针对目前氢化镁储氢材料存在的不足，提供一种基于nibp/g的氢化镁储氢材料，该储氢材料具有比氢化镁更低的放氢温度，提高了吸
2、本专利技术还提供了上述基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法及其应用。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其包括以下步骤：
5、（1）将石墨烯和去离子水混合均匀得到石墨烯分散液，将六水氯化镍和次磷酸钠加入石墨烯分散液中溶解得到反应液a；在低温环境下将硼氢化钠水溶液加入反应液a中，然后进行还原反应，反应结束，经洗涤、干燥，得到nibp/g催化剂；
6、（2）基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备：通过高能球磨法，按照一定掺杂量将步骤（1）制得的nibp/g催化剂和购买的商业氢化镁在一定条件下进行球磨混匀，即得到基于nibp/g的氢化镁储氢材料。
7、具体的，步骤（1）中，六水氯化镍和次磷酸钠的摩尔比可以为1：6-8。硼氢化钠的添加量可以占六水氯化镍质量的94-96%。石墨烯的添加量可以占六水氯化镍质量的5-7%。
8、进一步的，步骤（1）中，还原反应是指在室温下反应8-12h。低温环境指温度在0-5°c。
9、具体的，步骤（2）中，所述nibp/g催化剂掺杂量可以占储氢材料质量的3-15%。步骤（2）中，球磨条件为：在氢气环境下，球料比为35-45：1，转速为300-500 rpm，球磨时间（有效时长）2-4 h。正反转4-6 min，间歇1 min。
10、本专利技术提供了采用上述制备方法制备得到的基于nibp/g的氢化镁储氢材料，其由nibp/g和氢化镁球磨制得；所述nibp/g是直接由低温下还原制备。所述nibp/g为纳米颗粒堆积的结构，粒径为50-150 nm；所述镍纳米颗粒负载于石墨烯表面。
11、本专利技术还提供了所述基于nibp/g的氢化镁储氢材料在储氢领域的应用。nibp/g掺杂量为10 wt%时，初始放氢温度为115 °c。在310 °c下，15分钟放氢量达到6.0 wt%，在150°c下，45分钟吸氢量达到5.0 wt%，在300 °c下循环50次性能没有衰减。
12、本专利技术技术效果经实验检测，具体内容如下：
13、本专利技术经xrd和xps检测可知：nibp/g中ni是以单质形式存在，b、p是以无定形存在。
14、本专利技术经sem检测和eds检测可知：nibp/g是以球状石墨烯为载体负载ni颗粒，尺寸为50-150 nm，并且各元素均匀分布。
15、本专利技术经xrd检测可知：mgh2-10 wt%nibp/g储氢材料在球磨、放氢和再吸氢过程中的mg元素分别以mgh2、mg、mgo、mg2ni、mgh2和mg2nih4的形式存在，而ni元素分别以ni、mg2ni、mg2nih4的形式存在。
16、本专利技术经程序升温检测可知：nibp/g掺杂量10 wt%时为最佳掺杂量，初始放氢温度为115 °c，相比于球磨氢化镁初始放氢温度降低35 °c。
17、本专利技术经等温吸放氢检测可知：mgh2-10 wt%nibp/g储氢材料在150 °c下，45分钟吸氢量达到5.0 wt%，在310 °c下，15分钟放氢量达到6.0 wt%。
18、本专利技术经循环性能检测可知：mgh2-10 wt%nibp/g储氢材料在300 °c下循环50次性能没有衰减。
19、和现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
20、1）本专利技术中选择石墨烯作为载体，具有分散和共催化的作用。
21、2）本专利技术所制得的nibp/g具有较好的催化效果，且nibp/g有助于氢气解离并提供更多活性位点。
22、3）本专利技术所用原材料价格便宜，合成步骤简单，实验时间周期短。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，六水氯化镍和次磷酸钠的摩尔比为1：6-8。
3.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，硼氢化钠添加量占六水氯化镍质量的94-96%。
4.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，还原反应是指在室温下反应8-12h。
5.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，石墨烯添加量占六水氯化镍质量的5-7%。
6.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，低温环境指温度在0-5 °C。
7.如权利要求1所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述NiBP/G催化剂掺杂量占储氢材料质量的3-15%。
8.如权利要求1所述基于Ni
9.采用权利要求1至8任一所述制备方法制备得到的基于NiBP/G的氢化镁储氢材料。
10.权利要求9所述基于NiBP/G的氢化镁储氢材料在储氢领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，六水氯化镍和次磷酸钠的摩尔比为1：6-8。
3.如权利要求1所述基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，硼氢化钠添加量占六水氯化镍质量的94-96%。
4.如权利要求1所述基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，还原反应是指在室温下反应8-12h。
5.如权利要求1所述基于nibp/g的氢化镁储氢材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，石墨烯添加量占六水氯化镍质量的5-7%。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：吴文鹏，张睿煜，王丽，张敬来，郭续更，李园园，范玉超，胡帅旗，
申请(专利权)人：河南大学，
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。