CN113998667A - 废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，利用废玻璃粉碎技术，将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂等均匀混合后，再经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料，将储氢复合材料进行配比、搅拌和复合融配，经烘干后变成储氢制成品，使整个废玻璃微孔结构上满布储氢复合材料。按本发明方法生产的储氢产品在应用时具有耐高温、耐冲击、安装简便、安全性高的特点，同时具备成本更低、寿命更长、高效节能、绿色环保的特点，储氢材料储氢量大于18wt%，在高温状态下能可逆地大量吸收、储存和释放氢气，促进氢能在发电、燃烧环节的安全使用，提高绿色能源的使用效率。
Description
技术领域
本发明属于废弃玻璃与氢能源存储行业，涉及利用废弃玻璃粉末制作成储氢环节的骨架材料，特别涉及一种废玻璃微孔结构的储氢材料的制造方法。
背景技术
玻璃是人类现代生活中常用的一种物质，它可以制成各种器具、器皿、平板玻璃等，同时产生了许多废弃的玻璃及玻璃制品，为此有必要将其收集起来，化害为利，变废为宝。而氢能被称为人类21世纪的终极能源，氢能产业包括制氢、储氢和应用三个环节。制氢是储氢的基础，储氢是目前行业面临的瓶颈。因此，发明一种废玻璃微孔结构的储氢材料，可有效利用废弃玻璃化害为利，变废为宝，将它制备成微孔结构的储氢材料，还可以丰富储氢行业在用材与选材上的宽泛取向，它将促使该领域科研人员研发出新的科研成果。
目前市场上储氢产品很多，大体上有甲醇储氢、高压储氢、液化储氢、固态吸附储氢和金属氢化物储氢等，除了高压储氢目前已经商业化外，其他储氢产品目前还处于实验阶段。所以，如何研发出能够更好地促进储氢产品的行业需求，并在储氢行业得到广泛应用，成为科研人员亟待解决的问题。
有鉴于此，研发一种结构简单、成本低廉、安全可靠、储氢容量大，且具有寿命长、操作简便、高效节能、绿色环保等特点的储氢产品成为该领域科研人员寻求的新目标。
发明内容
本发明的任务是提供一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，利用废玻璃粉碎技术，将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂等均匀混合后，再经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料，将储氢复合材料进行配比、搅拌和复合融配，经烘干后变成储氢制成品，使整个废玻璃微孔结构上满布储氢复合材料，解决了按传统技术生产的储氢产品效果较为一般的问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂均匀混合后，经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料，该材料在烧结过程中，通过碳酸氢钠、碳酸钠、硅酸钠无机发泡材料在不同温度情况下发挥增孔、稳孔、释放气体和稳固微孔架构，形成具有全贯通微孔结构的储氢骨架材料；
将储氢复合材料进行配比，取亚硝酸盐30份、锂辉石30份、锂云母25份和纳米氧化锌粉末15份进行称量配比、搅拌，搅拌时间120分钟，搅拌温度120℃，搅拌时先将锂辉石、锂云母和纳米氧化锌拌匀，再将亚硝酸盐放在一起拌匀，待充分混匀后出筒备用；
接着进行媒介溶液配制，取白乳胶45份、去离子水35份和甲醇10份及其他配料10份，按照该配制比例置于容器中进行混合搅拌，搅拌速度60rpm，搅拌时间120分钟，以此工艺获得混合溶液即媒介溶液备用；
再接着将备用的废玻璃微孔结构、媒介溶液、储氢复合材料进行复合融配，先将媒介溶液喷涂在废玻璃微孔结构表面，再将储氢复合材料平铺在废玻璃微孔结构上，让储氢复合材料与溶液同废玻璃微孔结构成为一体，通过表面晾干后，经反复三次涂覆后再晾干，然后把晾干的产品经高温炉烘烤，烘烤温度为500℃，冷却出炉后变成储氢制成品。
水煮时温度在100℃，时间在30个小时。
按本发明的一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，利用废玻璃粉碎技术，将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂等均匀混合后，再经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料。将储氢复合材料进行配比，取亚硝酸盐、锂辉石、锂云母和纳米氧化锌粉末进行称量配比、搅拌，充分混匀后出筒备用；接着进行媒介溶液配制，获得混合溶液备用；再接着将备用的废玻璃微孔结构、媒介溶液、储氢复合材料进行复合融配，融配的产品经烘干后变成储氢制成品。
经过这样的技术工艺处理，使得废玻璃回收利用的价值得到提高，资源转化实现高质量的循环利用，同时又能够改善复合材料的力学性能，保持整个废玻璃微孔结构上满布储氢复合材料，让锂辉石、锂云母发挥锂元素的功能，使亚硝酸盐的催化和纳米氧化锌产生的晶体结构强度加强，使其具备在高温环境下（320℃）能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的废玻璃微孔结构储氢复合材料的性质。
采用本发明的制造方法制成的储氢复合材料用于罐内安装时，只需将废玻璃微孔结构的复合材料根据罐体形状与尺寸，通过锯床开裁切割就能满足装配要求，使得安装、拆除非常简单。因此，按本发明方法生产的储氢产品在应用时具有耐高温、耐冲击、安装简便、安全性高的特点，同时具备成本更低、寿命更长、高效节能、绿色环保的特点，储氢材料储氢量大于18wt%，在高温状态下能可逆地大量吸收、储存和释放氢气，促进氢能在发电、燃烧环节的安全使用，提高绿色能源的使用效率。
采用本发明的废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，为日常氢能源应用过程中对储能产品的选用提供了新的选项，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种废玻璃微孔结构的储氢材料微观放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，图中显示了储氢材料的富含微孔框架结构，且具有全贯通微孔结构。
本发明提供一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂均匀混合后，经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料。其中水煮时温度在100℃，时间在30个小时。储氢骨架材料在烧结过程中，通过碳酸氢钠、碳酸钠、硅酸钠无机发泡材料在不同温度情况下发挥增孔、稳孔、释放气体和稳固微孔架构，形成具有全贯通微孔结构的储氢骨架材料。
将储氢复合材料进行配比，取亚硝酸盐30份、锂辉石30份、锂云母25份和纳米氧化锌粉末15份进行称量、配比、搅拌，搅拌时间120分钟，搅拌温度120℃，搅拌时先将锂辉石、锂云母和纳米氧化锌拌匀，再将亚硝酸盐放在一起拌匀，待充分混匀后出筒备用。
接着进行媒介溶液配制，取白乳胶45份、去离子水35份和甲醇10份及其他配料10份，按照该配制比例置于容器中进行混合搅拌，搅拌速度60rpm，搅拌时间120分钟，以此工艺获得混合溶液（媒介溶液）备用。
再接着将备用的废玻璃微孔结构、媒介溶液、储氢复合材料进行复合融配，具体做法是：先将媒介溶液喷涂在废玻璃微孔结构表面，再将储氢复合材料平铺在废玻璃微孔结构上，让储氢复合材料与溶液同废玻璃微孔结构成为一体，通过表面晾干后，经反复三次涂覆后再晾干，然后把晾干的产品经高温炉烘烤，烘烤温度为500℃，冷却出炉后变成储氢制成品。
经过这样的技术工艺处理，使得废玻璃回收利用的价值得到提高，资源转化实现高质量的循环利用，同时又能够改善复合材料的力学性能，保持整个废玻璃微孔结构上满布储氢复合材料，让锂辉石、锂云母发挥锂元素的功能，使亚硝酸盐的催化和纳米氧化锌产生的晶体结构强度加强，使其具备在高温环境下（320℃）能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的废玻璃微孔结构储氢复合材料的性质。
综上所述，按本发明方法生产的储氢产品在应用时具有耐高温、耐冲击、安装简便、安全性高的特点，同时具备成本更低、寿命更长、高效节能、绿色环保的特点，储氢材料储氢量大于18wt%，在高温状态下能可逆地大量吸收、储存和释放氢气，促进氢能在发电、燃烧环节的安全使用，提高绿色能源的使用效率。本发明的储氢材料用于罐内安装时，只需将废玻璃微孔结构的复合材料根据罐体形状与尺寸，通过锯床开裁切割就能满足装配要求，使得安装、拆除非常简单，且具有广泛的应用价值。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (2)
1.一种废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，其特征在于：将废玻璃粉碎成粉末状态，加入发泡剂、改性添加剂与稳泡剂均匀混合后，经过高温熔化、发泡、退火和水煮制成富含微孔框架结构的储氢骨架材料，该材料在烧结过程中，通过碳酸氢钠、碳酸钠、硅酸钠无机发泡材料在不同温度情况下发挥增孔、稳孔、释放气体和稳固微孔架构，形成具有全贯通微孔结构的储氢骨架材料；
将储氢复合材料进行配比，取亚硝酸盐30份、锂辉石30份、锂云母25份和纳米氧化锌粉末15份进行称量配比、搅拌，搅拌时间120分钟，搅拌温度120℃，搅拌时先将锂辉石、锂云母和纳米氧化锌拌匀，再将亚硝酸盐放在一起拌匀，待充分混匀后出筒备用；
接着进行媒介溶液配制，取白乳胶45份、去离子水35份和甲醇10份及其他配料10份，按照该配制比例置于容器中进行混合搅拌，搅拌速度60rpm，搅拌时间120分钟，以此工艺获得混合溶液即媒介溶液备用；
再接着将备用的废玻璃微孔结构、媒介溶液、储氢复合材料进行复合融配，先将媒介溶液喷涂在废玻璃微孔结构表面，再将储氢复合材料平铺在废玻璃微孔结构上，让储氢复合材料与溶液同废玻璃微孔结构成为一体，通过表面晾干后，经反复三次涂覆后再晾干，然后把晾干的产品经高温炉烘烤，烘烤温度为500℃，冷却出炉后变成储氢制成品。
2.按权利要求1所述的废玻璃微孔结构的储氢材料制造方法，其特征在于：水煮时温度在100℃，时间在30个小时。
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