CN105060246B - 一种改善硼氢化锂放氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善硼氢化锂放氢的方法，包括如下步骤：将硼氢化锂固体粉末在10—40℃的无水醚液中搅拌至完全溶解，得到溶液A，将溶液A均匀滴加至碳纤维阵列，得到产物B，在20—90℃下，将产物B中的溶剂用真空抽干，即得到碳纤维阵列承载的硼氢化锂；本发明方法能显著改善硼氢化锂放氢性能，使其放氢温度从300℃降低至60℃，并且在300℃时放出不低于10wt%的氢气，而且改善硼氢化锂放氢方法的工艺简单、易于实现，成本适中。
Description
技术领域
本发明属于氢气储存技术及材料改性领域，具体涉及一种改善硼氢化锂放氢的方法。
背景技术
随着能源危机的加剧，氢能受到普遍重视。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为二十一世纪最具发展潜力的能源，是人类战略能源的发展方向。氢能利用主要包括氢的廉价制取、安全高效储运和规模应用。氢气作为一种高效能源至今没有商业化，根本的制约在于氢气大容量储运问题没有解决。传统的储氢方式主要是物理法储氢，采用高压气态储氢和低温液态储氢。这两种储氢方式简单易行，但是能耗高，储氢量小，且储运具有潜在的危险性，因此研究和发展新型的化学法储氢技术极其必要。
化学储氢材料通过化学反应或化学变化生成含氢化合物，储氢密度远大于高压气态储氢和低温液态储氢，且安全性好，是未来储氢材料发展的重点。轻金属配位硼氢化物是颇具代表性的新型高容量储氢材料，如硼氢化锂（18.4wt%）、硼氢化钙（11.4wt%）等。由于组成元素原子间的强键合作用及高取向性，轻金属硼氢化物放氢反应通常面临着严重的热力学和动力学问题。如何通过调整材料成分、结构来改善硼氢化物在温和温度条件下的放氢性能成为该领域研究的共性关键课题。
纳米结构材料通常表现出与体相材料不同的物理行为。减小氢化物的颗粒尺寸至纳米量级，将显著增大比表面能、缩短扩散/传质距离、提高形核激活能及相界面接触，从而显著改善材料体系的放氢性能。大量研究表明，采用纳米材料为结构指示剂支撑储氢材料可显著改善材料的放氢动力学及热力学性能。利用碳纤纳米维阵列作为结构指示剂承载硼氢化锂，可明显改善硼氢化锂放氢性能，使其放氢温度从300℃降低至60℃，并且在300℃时放出不低于10wt%的氢气。
发明内容
本发明的目的是本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种改善硼氢化锂放氢的方法，使其放氢温度降低至60℃，并且在300℃时放出不低于10wt%的氢气。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改善硼氢化锂放氢的方法，包括如下步骤：将硼氢化锂固体粉末在10—40℃的无水醚液中搅拌至完全溶解，得到溶液A，将溶液A均匀滴加至碳纤维阵列，得到产物B，在20—90℃下，将产物B中的溶剂用真空抽干，即得到碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，其醚液为乙醚、丙醚或丁醚。
所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，每50mg硼氢化锂对应醚液的加入量为10—20mL。
所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，其碳纤维阵列中碳纤维的平均直径为50—200nm，平均长度为1—5mm。
本发明的有益效果在于：能显著改善硼氢化锂放氢性能，使其放氢温度从300℃降低至60℃，并且在300℃时放出不低于10wt%的氢气；而且改善硼氢化锂放氢方法的工艺简单、易于实现；成本适中。
附图说明
图1是本发明实施例1中碳纤维阵列承载硼氢化锂的SEM照片；
图2是本发明实施例1中碳纤维阵列承载硼氢化锂的热分解氢质谱曲线；
图3是本发明实施例1中碳纤维阵列承载硼氢化锂与纯硼氢化锂的放氢对比曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
将75mg硼氢化锂固体粉末在20℃、15mL无水乙醚中搅拌至完全溶解。
将上述硼氢化锂的乙醚溶液均匀滴加在平均直径为90nm、平均长度为3mm的碳纤维阵列上。
在40℃下，将乙醚用真空抽干，即得到所述碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
碳纤维阵列承载硼氢化锂的SEM照片如图1所示。
碳纤维阵列承载硼氢化锂的热分解氢质谱曲线如图2所示，其中升温速度为5摄氏度/分钟。
碳纤维阵列承载硼氢化锂与纯硼氢化锂的放氢对比曲线如图3所示，其中升温速度为5摄氏度/分钟。
实施例2
将50mg硼氢化锂固体粉末在40℃、12mL无水丙醚中搅拌至完全溶解。
将上述硼氢化锂的丙醚溶液均匀滴加在平均直径为130nm、平均长度为1.5mm的碳纤维阵列上。
在90℃下，将丙醚用真空抽干，即得到所述碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
实施例3
将50mg硼氢化锂固体粉末在10℃、20mL无水丙醚中搅拌至完全溶解。
将上述硼氢化锂的丁醚溶液均匀滴加在平均直径为200nm、平均长度为5mm的碳纤维阵列上；
在20℃下，将丁醚用真空抽干，即得到所述碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
实施例4
将50mg硼氢化锂固体粉末在10℃、20mL无水丙醚中搅拌至完全溶解。
将上述硼氢化锂的丁醚溶液均匀滴加在平均直径为50nm、平均长度为1mm的碳纤维阵列上。
在20℃下，将丁醚用真空抽干，即得到所述碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种改善硼氢化锂放氢的方法，其特征在于：包括如下步骤
a）、将硼氢化锂固体粉末在10—40℃的无水醚液中搅拌至完全溶解，得到溶液A；
b）、将溶液A均匀滴加至碳纤维阵列，得到产物B；
c）、在20—90℃下，将产物B中的溶剂用真空抽干，即得到碳纤维阵列承载的硼氢化锂。
2.根据权利要求1所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，其特征在于，所述的醚液为乙醚、丙醚或丁醚。
3.根据权利要求2所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，其特征在于，所述每50mg硼氢化锂对应醚液的加入量为10—20mL。
4.根据权利要求3所述的一种改善硼氢化锂放氢的方法，其特征在于，所述的碳纤维阵列中碳纤维的平均直径为50—200nm，平均长度为1—5mm。
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