CN107983949A - 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法 - Google Patents

一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107983949A
CN107983949A CN201711253850.2A CN201711253850A CN107983949A CN 107983949 A CN107983949 A CN 107983949A CN 201711253850 A CN201711253850 A CN 201711253850A CN 107983949 A CN107983949 A CN 107983949A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bis
schiff base
base
alloy
schiff
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201711253850.2A
Other languages
English (en)
Inventor
黄红霞
王成
肖阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201711253850.2A priority Critical patent/CN107983949A/zh
Publication of CN107983949A publication Critical patent/CN107983949A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
    • B22F1/145—Chemical treatment, e.g. passivation or decarburisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/30—Nickel accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用双希夫碱对La‑Mg‑Ni基储氢合金进行表面改性的方法。按摩尔配比称取纯度大于99.9％金属粉末，氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20储氢合金，合金锭机械粉碎后，以转速300转/分钟球磨90分钟，筛分出200～300目的储氢合金粉末。双希夫碱的制备如下：取2.5mmol二乙烯三胺，溶于15mL无水乙醇，55℃下，缓慢加入2.5mmol3,5‑二溴水杨醛溶于15mL无水乙醇的溶液，反应3h。用无水乙醇清洗产物，最后将产物低温干燥，得亮黄色3,5‑二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱。将双希夫碱以1％、3％、5％的质量比分别添加到储氢合金中，得到改性的合金。利用双希夫碱对La‑Mg‑Ni基储氢合金进行改性，获得了具有良好放电容量和循环稳定性能的Ni/MH电池负极材料，本发明方法制备方法易于推广。

Description

一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法
技术领域
本发明属于材料化学以及电化学研究领域，特别涉及一种利用双希夫碱3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺对La-Mg-Ni基储氢合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20进行表面改性的方法。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，对于新型环保Ni/MH电池的需求日益增长。超晶格结构的La-Mg-Ni基储氢合金因具有相对较高的储氢能力、较低的成本以及优良的活化性能被认为是非常有前途的Ni/MH电池负极材料。目前La-Mg-Ni基储氢合金的镍氢电池由于其在碱性溶液中易腐蚀，导致电化学循环稳定性差，从而影响到其应用以及商业化发展。为了提高储氢合金电极在Ni/MH电池中的循环稳定性和电化学性能，一种有效的方法是碱处理法，改善了La-Mg-Ni基储氢合金对碱腐蚀的抗性。且利用希夫碱进行表面改性鲜有报道，希夫碱具有广泛的用途，可用于金属的抗腐蚀、抗菌消炎、化学传感器、抗癌等。其中水杨醛及其衍生物与胺类化合物反应所生成的希夫碱在医药合成、分析化学、光致变色领域等均有重要的作用。含有-OH键的芳香族的希夫碱有较好的抗腐蚀性能。本发明利用双希夫碱3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺对La-Mg-Ni基储氢合金进行改性，对循环稳定性和动力学性能有所改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用添加双希夫碱3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺表面改性La-Mg-Ni基储氢合金的方法。
本发明的思路：利用抗腐蚀性的双希夫碱3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺作为改性剂，以提高La-Mg-Ni基合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20的循环稳定性和电化学性能。
具体步骤为：
(1)将纯度大于99.9％金属粉末按摩尔配比称取，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20储氢合金，合金锭机械粉碎后，以转速300转/分钟球磨90分钟，筛分出200～300目的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末。
(2)取2.5mmol二乙烯三胺，溶于15mL无水乙醇，倒入三口烧瓶中。取2.5mmol 3,5-二溴水杨醛，溶于15mL无水乙醇。在55℃水浴条件下，将3,5-二溴水杨醛缓慢加入到二乙烯三胺中，反应3h。用无水乙醇清洗产物，最后将产物低温干燥至恒重，得亮黄色3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱。
(3)将步骤(2)制得5-溴水杨醛缩对苯二胺双希夫碱以1％、3％、5％的质量比分别添加到步骤(1)制得的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末中，得到双希夫碱表面改性的La-Mg-Ni基储氢合金。
本发明方法制备方法易于推广，对Ni/MH电池负极材料，La-Mg-Ni基储氢合金添加3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱进行表面改性，获得了具有良好的放电容量和循环稳定性能。
具体实施方式
实施例1：
(1)将纯度大于99.9％金属粉末按摩尔配比称取，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20储氢合金，合金锭机械粉碎后，以转速300转/分钟球磨90分钟，筛分出200～300目的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末。
(2)取2.5mmol二乙烯三胺，溶于15mL无水乙醇，倒入三口烧瓶中。取2.5mmol 3,5-二溴水杨醛，溶于15mL无水乙醇。在55℃水浴条件下，将3,5-二溴水杨醛缓慢加入到二乙烯三胺中，反应3h。用无水乙醇清洗产物，最后将产物低温干燥至恒重，得亮黄色3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱。
(3)将步骤(2)制得3,5-溴水杨醛缩对苯二胺双希夫碱1％的质量比添加到步骤(1)制得的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末中，混合均匀，得利用双希夫碱表面改性的AB3型储氢合金。
实施例2：
步骤(3)中，原料质量比改为：La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末为97％和3,5-溴水杨醛缩对苯二胺双希夫碱为3％，其余同实施例1。
实施例3：
步骤(2)中，原料质量比改为：La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末为95％和3,5-溴水杨醛缩对苯二胺双希夫碱为5％，其余同实施例1。
用X射线衍射仪、LAND5.3B电池测试系统以及CHI 660E电化学工作站分别以上实施例制得的改性合金进行测试，结果如下：
1)改性的合金粉末与未改性的合金粉末均由LaNi5相和La2Ni7相两个相组成，且出峰的位置一致，这表明添加少量的双希夫碱没有改变合金的相结构。
2)当合金电极加入3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱后，合金电极的最大放电容量从原始的346mAh/g提高到353mAh/g(添加1％双希夫碱)。循环稳定性也有提高，未添加双希夫碱的电极为70％，双希夫碱添加量为3％、5％的电极均提高到79％，双希夫碱添加量为1％的电极则提高到83％。以上表明双希夫碱吸附在合金表面，保护合金的活性物质，减慢合金被腐蚀的速度。
3)添加质量比为1％、3％、5％的双希夫碱后，电极交换电流密度分别从122mA/g提高到174mA/g、160mA/g和131mA/g。电极的极限电流密度值从892mA/g增加到995mA/g、1136mA/g和1412mA/g。且三个合金电极的腐蚀电位也均增加了。
4)添加双希夫碱后，电极表面的电化学阻抗减小，其中添加1％希夫碱的电极表面阻抗最小。
研究结果证实，本实施例中改性的合金粉末与未改性的合金粉末均由LaNi5相和La2Ni7相两个相组成，表明添加少量的双希夫碱没有改变合金的相结构。添加3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱能够保护合金中的活性物质，减慢合金的腐蚀，改善了电极内部的氢扩散速度，有效的提高了La-Mg-Ni基合金La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20电极的放电容量和循环稳定性，也提高了电极的动力学性能。

Claims (1)

1.一种利用双希夫碱3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺对La-Mg-Ni基储氢合金进行表面改性的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将纯度大于99.9％金属粉末按摩尔配比称取，在氩气保护下，通过真空感应熔炼法制备La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20储氢合金，合金锭机械粉碎后，以转速300转/分钟球磨90分钟，筛分出200～300目的La0.94Mg0.06Ni3.49Co0.73Mn0.12Al0.20合金颗粒粉末。
(2)取2.5mmol二乙烯三胺，溶于15mL无水乙醇，倒入三口烧瓶中。取2.5mmol 3,5-二溴水杨醛，溶于15mL无水乙醇。在55℃水浴条件下，将3,5-二溴水杨醛缓慢加入到二乙烯三胺中，反应3h。用无水乙醇清洗产物，最后将产物低温干燥至恒重，得亮黄色3,5-二溴水杨醛缩二乙烯三胺双希夫碱。
(3)将步骤(2)制得5-溴水杨醛缩对苯二胺双希夫碱以1％、3％、5％的质量比分别添加到步骤(1)制得的合金颗粒粉末中，得利用双希夫碱表面改性的La-Mg-Ni基储氢合金。
CN201711253850.2A 2017-12-02 2017-12-02 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法 Withdrawn CN107983949A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711253850.2A CN107983949A (zh) 2017-12-02 2017-12-02 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711253850.2A CN107983949A (zh) 2017-12-02 2017-12-02 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107983949A true CN107983949A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62035332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711253850.2A Withdrawn CN107983949A (zh) 2017-12-02 2017-12-02 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107983949A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0562672A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Japan Storage Battery Co Ltd 水素吸蔵電極の製造方法
JPH07245102A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金電極および水素吸蔵合金粉末の製造方法
CN102306756A (zh) * 2011-08-16 2012-01-04 新乡市天力能源材料有限公司 储氢合金粉及其制备方法
CN105063457A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 微山钢研稀土材料有限公司 一种纳米石墨复合的高容量RE-Mg-Ni基贮氢材料及其制备方法
CN107159880A (zh) * 2017-05-24 2017-09-15 桂林理工大学 一种添加双希夫碱改善La‑Mg‑Ni基储氢合金的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0562672A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Japan Storage Battery Co Ltd 水素吸蔵電極の製造方法
JPH07245102A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金電極および水素吸蔵合金粉末の製造方法
CN102306756A (zh) * 2011-08-16 2012-01-04 新乡市天力能源材料有限公司 储氢合金粉及其制备方法
CN105063457A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 微山钢研稀土材料有限公司 一种纳米石墨复合的高容量RE-Mg-Ni基贮氢材料及其制备方法
CN107159880A (zh) * 2017-05-24 2017-09-15 桂林理工大学 一种添加双希夫碱改善La‑Mg‑Ni基储氢合金的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106609346B (zh) 一种非晶合金及其制备方法和应用
Zhang et al. (Nd1. 5Mg0. 5) Ni7-based compounds: structural and hydrogen storage properties
Wang et al. Preparation of LaMgNi4 alloy and its electrode properties
CN103915627B (zh) 采用热等静压方法制备硅酸亚铁锂正极材料的方法
CN102231436A (zh) 一种Sn-Sb/石墨烯纳米复合材料的制备方法
CN107159880A (zh) 一种添加双希夫碱改善La‑Mg‑Ni基储氢合金的方法
CN110317974A (zh) 一种钇-镍稀土系储氢合金
Skov et al. Towards solid‐state magnesium batteries: ligand‐assisted superionic conductivity
CN102556968B (zh) 一种硼烷氨化合物储氢材料的制备方法
Kim et al. A study on the improvement of the cyclic durability by Cr substitution in V–Ti alloy and surface modification by the ball-milling process
CN110904468A (zh) 一种铈掺杂磷化钨亚微米球复合材料及其制备方法与应用
CN103101880A (zh) 一种硼氢化锂/稀土镁基合金复合储氢材料及其制备方法
CN103879956A (zh) 一类金属离子改性的含氮有机化合物储氢材料
CN106744680B (zh) 一种Al-LiH-金属氧化物制氢材料及其制备方法
CN105886839B (zh) 石墨烯对ab3型储氢合金进行表面改性的方法
CN106099087A (zh) 四羧基酞菁钴对La‑Mg‑Ni基储氢合金表面改性的方法
He et al. Preparation and electrochemical hydrogen storage property of alloy CoSi
CN107075617B (zh) 一种稀土系储氢合金及其用途
Chumphongphan et al. Cycle life and hydrogen storage properties of mechanical alloyed Ca1− xZrxNi5− yCry;(x= 0, 0.05 and y= 0, 0.1)
CN104868113B (zh) 一种金属氧化物锂离子电池负极材料的制备方法
CN107983949A (zh) 一种添加双希夫碱改善La-Mg-Ni基储氢合金的方法
CN105958046A (zh) 双希夫碱对La-Mg-Ni基储氢合金表面改性的方法
CN101740768B (zh) 贮氢合金及其制备方法和采用该贮氢合金的负极及电池
CN107159879A (zh) 一种利用双希夫碱表面改性ab3型储氢合金的方法
Yang et al. An enhanced Li3AlH6 anode prepared by a solid-state ion exchange method for use in a solid-state lithium-ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180504