CN106001546A - 利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金改性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La‑Mg‑Ni基储氢合金改性的方法。分别制得La‑Mg‑Ni 基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60和正庚醛缩对苯二胺双希夫碱；二者按以下重量百分比进行混合：La‑Mg‑Ni基储氢合金为96~99%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为1~4%，二者之和为100%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速150~200 rpm，球磨时间0.5~1.0 h，即实现利用对La‑Mg‑Ni基储氢合金的改性。本发明方法操作简单，便于推广，且能有效提升La‑Mg‑Ni 基储氢合金电极的循环稳定性和电化学性能。

Description

利用 正庚醛缩对 苯二胺双希 夫碱对 La-Mg-Ni 基储氢合金改性的方法
技术领域
本发明属于材料化学以及电化学研究领域，特别涉及一种利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60 改性的方法。
背景技术
稀土基 AB5 型储氢合金作为商业化 Ni/MH 二次电池的负极材料，其放电容量目前达到 340 mAh/g，接近理论值348 mAh/g，提高空间不大。新型 La-Mg-Ni 基合金放电容量达 410 mAh/g，被认为最有可能替代稀土基 AB5 型储氢合金。但 La-Mg-Ni 基储氢合金易腐蚀和粉化，致使电极的容量衰减较快。有研究利用元素替代法、氟化处理等来提高 La-Mg-Ni 基合金的循环稳定性，但利用希夫碱进行改性却鲜有报道。席夫碱具有缓解腐蚀的作用，且原料价廉易得，合成工艺简单。本发明利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对合金进行改性处理以提高其循环稳定性和电化学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60 改性的方法。
具体步骤为：
(1) 按照La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60的摩尔配比称取纯度在 99% 以上的金属粉末，然后在氩气保护条件下，采用真空感应熔炼法制备La-Mg-Ni基储氢合金，将其研碎，过 200 目筛，制得La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末。
(2) 按照摩尔比为1:2称取对苯二胺与正庚醛，然后分别溶于无水乙醇中，分别制得对苯二胺的无水乙醇溶液和正庚醛的无水乙醇溶液，然后在 50 ℃水浴条件下，将制得的正庚醛的无水乙醇溶液缓慢滴加到制得的对苯二胺的无水乙醇溶液中，反应 3 h，得到淡黄色絮状物，然后用无水乙醇清洗产物后，将产物隔绝空气晾干，即制得正庚醛缩对苯二胺双希夫碱。
(3) 将步骤(1)制得的La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末和步骤(2)制得的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱按照以下重量百分比进行混合：La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末为96~99%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为1~4%，二者之和为100%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速150~200 rpm，球磨时间0.5~1.0 h，即实现利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金的改性。
本发明方法操作简单，便于推广应用，且通过改性获得了具有良好循环稳定性和电化学性能的La-Mg-Ni 基储氢合金电极。
具体实施方式
实施例 1 ：
(1) 按照La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60的摩尔配比称取纯度在 99.9%的金属粉末，然后在氩气保护条件下，采用真空感应熔炼法制备La-Mg-Ni基储氢合金，将其研碎，过 200 目筛，制得La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末。
(2) 取 2.5 mmol对苯二胺，溶于 15 mL无水乙醇后，加入到三口烧瓶中，置于 50 ℃ 水浴锅中，取 5 mmol 正庚醛，溶于 5 mL无水乙醇，然后缓慢滴加到上述三口烧瓶中，反应 3 h，得到淡黄色絮状物，然后用无水乙醇清洗产物后，将产物隔绝空气晾干，即制得正庚醛缩对苯二胺双希夫碱。
(3) 将步骤(1)制得的La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末和步骤(2)制得的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱按照以下重量百分比进行混合：La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末为99%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为1%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速150 rpm，球磨时间1.0 h，即实现利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金的改性。
实施例 2 ：
(1) 按照La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60的摩尔配比称取纯度在 99.9%的金属粉末，然后在氩气保护条件下，采用真空感应熔炼法制备La-Mg-Ni基储氢合金，将其研碎，过 200 目筛，制得La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末。
(2) 取 2.5 mmol对苯二胺，溶于 15 mL无水乙醇后，加入到三口烧瓶中，置于 50 ℃ 水浴锅中，取 5 mmol 正庚醛，溶于 5 mL无水乙醇，然后缓慢滴加到上述三口烧瓶中，反应 3 h，得到淡黄色絮状物，然后用无水乙醇清洗产物后，将产物隔绝空气晾干，即制得正庚醛缩对苯二胺双希夫碱。
(3) 将步骤(1)制得的La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末和步骤(2)制得的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱按照以下重量百分比进行混合：La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末为98%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为2%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速200 rpm，球磨时间0.5h，即实现利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金的改性。
实施例 3 ：
(1) 按照La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60的摩尔配比称取纯度在 99.9%的金属粉末，然后在氩气保护条件下，采用真空感应熔炼法制备La-Mg-Ni基储氢合金，将其研碎，过 200 目筛，制得La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末。
(2) 取 2.5 mmol对苯二胺，溶于 15 mL无水乙醇后，加入到三口烧瓶中，置于 50 ℃ 水浴锅中，取 5 mmol 正庚醛，溶于 5 mL无水乙醇，然后缓慢滴加到上述三口烧瓶中，反应 3 h，得到淡黄色絮状物，然后用无水乙醇清洗产物后，将产物隔绝空气晾干，即制得正庚醛缩对苯二胺双希夫碱。
(3) 将步骤(1)制得的La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末和步骤(2)制得的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱按照以下重量百分比进行混合：La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末为96%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为4%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速180 rpm，球磨时间1.0 h，即实现利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金的改性。
用电池测试系统和电化学工作站对上述实施例改性的合金进行测试，结果如下：
1) 所有改性后的La-Mg-Ni基储氢合金电极均在前三个循环达完全活化，具有良好的活化性能。
2) 实施例1、2和3改性后的La-Mg-Ni基储氢合金电极最大放电容量基本保持不变，50个循环后电极的容量保持率从未改性合金电极的63%依次增加到77%、79%、71%。
3) 实施例1、2和3改性后的La-Mg-Ni基储氢合金电极的交换电流密度、极限电流密度均有提高。腐蚀电位从 -0.902 V 依次提高到了 -0.885V、-0.879V、-0.895V。表明改性合金表面的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱增强了合金的抗腐蚀能力。

Claims (1)

1.一种利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金改性的方法，其特征在于具体步骤为：
(1) 按照La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60的摩尔配比称取纯度在 99% 以上的金属粉末，然后在氩气保护条件下，采用真空感应熔炼法制备La-Mg-Ni基储氢合金，将其研碎，过 200 目筛，制得La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末；
(2) 按照摩尔比为1:2称取对苯二胺与正庚醛，然后分别溶于无水乙醇中，分别制得对苯二胺的无水乙醇溶液和正庚醛的无水乙醇溶液，然后在 50 ℃水浴条件下，将制得的正庚醛的无水乙醇溶液缓慢滴加到制得的对苯二胺的无水乙醇溶液中，反应 3 h，得到淡黄色絮状物，然后用无水乙醇清洗产物后，将产物隔绝空气晾干，即制得正庚醛缩对苯二胺双希夫碱；
(3) 将步骤(1)制得的La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末和步骤(2)制得的正庚醛缩对苯二胺双希夫碱按照以下重量百分比进行混合：La-Mg-Ni基储氢合金 La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60粉末为96~99%，正庚醛缩对苯二胺双希夫碱为1~4%，二者之和为100%；混合后球磨，球料比20:1，球磨机转速150~200 rpm，球磨时间0.5~1.0 h，即实现利用正庚醛缩对苯二胺双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金的改性。
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