專利名稱：在含雜氣的氫氣中具有吸氫能力的金屬吸氫材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫制備純化儲運(yùn)材料領(lǐng)域，具體為 一種在含雜質(zhì)氣體的氫氣中具 有吸氫能力的金屬吸氫材料制備方法。 技術(shù)背景氫氣作為一種重要的能源物質(zhì)，在社會生產(chǎn)中占有重要位置，而儲氫材料可 以可控地儲存和釋放氫氣，儲氫量大，且安全、簡便，因此儲氫材料作為一種重 要的能源材料也越來越受到廣泛關(guān)注。但在氫氣的應(yīng)用過程中，在很多實(shí)際應(yīng)用場合下，所使用的氫氣中往往含有一定雜質(zhì)氣體，如CO、 C02、 CH4、 02、 N2、 &0等。在這種含雜質(zhì)的氫氣中， 一般吸氫材料幾乎沒有吸氫能力，吸氫材料的 功能得不到發(fā)揮。為保證吸氫材料在這種含雜質(zhì)的氫氣中仍具有吸氫能力，亟需 研制出 一種吸氫性能受雜質(zhì)氣體影響較小的儲氫材料。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在含雜質(zhì)氣體的氫氣中具有吸氫能力的金屬吸氫 材料，它能在含CO、 C02、 CHt、 02、 N2、 H20等雜質(zhì)氣體的氫氣(雜質(zhì)氣體含 量《8vd。/。)中保證金屬吸氫材料具有吸氫性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種在含雜質(zhì)氣體的氫氣中具有吸氫能力的金屬吸氫材料制備方法，對吸氫 材料進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。所述的雜質(zhì)氣體為CO、 C02、 CH4、 02、 N2、 H20中的一種或幾種氣體，雜 質(zhì)氣體含量《8vo1。/。。所述的氟化處理釆用氟化液成分為HF與KF的混合水溶液；所述的鍍鈀銀 處理采用PcP與Ag+的氨的絡(luò)合物水溶液作為鍍液，選用EDTA 2Na作為鍍液 的穩(wěn)定劑，選用水合肼、NaH2P02'H20、 Na2S03、雙氧水、或甲醛具有還原作 用的物質(zhì)或其溶液作為還原劑，其中，水合肼、NaH2P02'H20、 Na2S03、雙氧 水、或甲醛的濃度為lwt%~100wt%。所述的氟化液中HF的濃度范圍為0.007-0.500mol dm'3， KF的濃度范圍為 0.05 ~ 1.00 mol dm—3,先將氟化液進(jìn)行加熱并攪拌，氟化液達(dá)到設(shè)定加熱溫度20 IO(TC后，往其中加入吸氫材料，每升氟化液中加入5 200g吸氫材料，氟化時 間不少于IO分鐘，將氟化處理后的吸氫材料用去離子水清洗。所述的鍍液中PcP+離子濃度為0.001 -0.800 mol dnf3， Ag+離子濃度為 0.0001 ~0.500moldm-3,鍍液中EDTA '2Na量為20~500gdm-3,先將鍍液加熱，加熱的同時進(jìn)行攪拌，鍍液到達(dá)設(shè)定溫度20 1ocrc后，將氟化處理并清洗后的吸氫材料加入到鍍液中，每升鍍液中加入吸氫材料質(zhì)量為10~300克，再將還原 劑，加入到該鍍液中，或?qū)㈠円杭尤氲竭€原劑中，還原劑與鍍液的體積比為1 : 200~1:2,鍍膜時間為30-300分鐘。鍍膜后將吸氫材料從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。 干燥溫度為20~150°C。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所制備的吸氫材料在含有CO、 C02、 CH4、 02、 N2、 &0等雜質(zhì)氣體 的氫氣中仍具有吸氫能力。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1對Mg2Ni合金進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。氟化液中HF的濃度范圍為0.25 mol dm—3， KF的濃度范圍為0.3 mol dm氣 氟化時將氟化液進(jìn)行8(TC加熱并攪拌，氟化液達(dá)到80。C后往其中加入Mg2Ni合 金，每升氟化液中加入50gMg2Ni合金。氟化時間為40分鐘。將氟化處理后的 Mg2Ni合金用去離子水清洗。鍍液中PcP離子濃度為0.6 mol dm'3， Ag+離子濃度為0.3 mol dirf3。鍍液中 EDTA '2Na量為300gdnf3。鍍膜時先將鍍液加熱至40°C，加熱的同時進(jìn)行攪拌。 鍍液到達(dá)2(TC后將氟化處理并清洗后的Mg2Ni合金加入到鍍液，每升鍍液中加入 合金量為60克。再將濃度為30wt。/。的Na2SO3溶液逐漸加入到該鍍液中，Na2S03 溶液與鍍液的體積比為1:40。鍍膜時間為90分鐘。鍍膜后將合金從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。干燥 溫度為60°C。所制備合金在含3vol。/。N2、 2vol。/。C02雜質(zhì)氣且壓力為4Mpa的氫氣中24小 時吸氫量〉l.lwt。/。。 實(shí)施例2對ZrCo-5wt%Mm合金進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。氟化液中HF的濃度范圍為0.5moldm－3， KF的濃度范圍為0.7moldm-3。氟 化時將氟化液進(jìn)行2CTC加熱并攪拌，氟化液達(dá)到4(TC后往其中加入 Zi€o-5wt%Mm合金，每升氟化液中加入150 g ZrCo-5wt%Mm合金。氟化時間為 240分鐘。將氟化處理后的ZrCo-5wt%Mm合金用去離子水清洗。鍍液中PcP離子濃度為0.3moldm4， Ag+離子濃度為0.0001 mol dm-3。鍍液 中EDTA.2Na量為80gdm-3。鍍膜時先將鍍液加熱至60°C，加熱的同時進(jìn)行攪 拌。鍍液到達(dá)6(TC后將氟化處理并清洗后的ZrCo-5wty。Mm合金加入到鍍液，每 升鍍液中加入合金量為120克。再將純甲醛加入到該鍍液中，甲醛與鍍液的體積 比為1: 100。鍍膜時間為200分鐘。鍍膜后將合金從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。干燥 溫度為120°C。所制備合金在含0.5 vol%CH4、 0.5 vol％N2雜質(zhì)氣且壓力為0.5Mpa的氫氣中 24小時吸氫量〉lwt％。實(shí)施例3對LaNi5合金進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。氟化液中HF的濃度范圍為0.1 moldm—3, KF的濃度范圍為l.Omoldm-3。氟化時將氟化液進(jìn)行90°C加熱并攪拌，氟化液達(dá)到100°C后往其中加入LaNi5合金， 每升氟化液中加入100gLaNi5合金。氟化時間為400分鐘。將氟化處理后的合金 用去離子水清洗。鍍液中PcP離子濃度為0.8 mol dnf3， Ag+離子濃度為0.5 mol dm-3。鍍液中 EDTA .2Na量為500gdm-3。鍍膜時先將鍍液加熱至70°C,加熱的同時進(jìn)行攪拌。 鍍液到達(dá)70°C后將氟化處理并清洗后的LaNi5合金加入到鍍液，每升鍍液中加入 合金量為40克。再將鍍液加入到濃度為50wt。/。的NaH2P02溶液中，50 wt %的 NaH2P02溶液與鍍液的體積比為1: 2 。鍍膜時間為60分鐘。鍍膜后將合金從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空千燥處理。干燥 溫度為100°C。所制備合金在含2vol％C02、 lvol％CHt、 O.5vol%02、 2vol％N2雜質(zhì)氣且壓 力為lMpa的氬氣中24小時吸氫量>0.6wt％。 實(shí)施例4在對Mg2Ni合金進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。氟化液中HF的濃度范圍為0.007moldm'3, KF的濃度范圍為0.05 moldm'3。 氟化時將氟化液進(jìn)行6(TC加熱并攪拌，氟化液達(dá)到5CTC后往其中加入Mg2Ni合 金，每升氟化液中加入IO gMg2Ni合金。氟化時間為12小時。將氟化處理后的 Mg2Ni合金用去離子水清洗。鍍液中PcP離子濃度為0.001 mol dm氣Ag+離子濃度為0.01 mol dm'3。鍍液 中EDTA 2Na量為20gdm氣鍍膜時先將鍍液加熱至90°C，加熱的同時進(jìn)行攪 拌。鍍液到達(dá)10(TC后將氟化處理并清洗后的Mg2Ni合金加入到鍍液，每升鍍液 中加入合金量為10克。再將鍍液加入到濃度為80wt。/。的H2O2中，1^202與鍍液的 體積比為1:200。鍍膜時間為240分鐘。鍍膜后將合金從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。干燥 溫度為50°C。所制備合金在含O.l vol%CH4、 1 vol。/。N2雜質(zhì)氣且壓力為3Mpa的氫氣中24 小時吸氫量〉0.4wt。/。。 實(shí)施例5對ZiCo合金進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。氟化液中HF的濃度為O.05moldm-3, KF的濃度范圍為0.5moldnf3。氟化時將氟化液進(jìn)行7(TC加熱并攪拌，氟化液達(dá)到7(TC后往其中加入ZrCo合金，每升 氟化液中加入60gZiCo合金。氟化時間為24小時。將氟化處理后的合金用去離子水清洗。鍍液中PcP離子濃度為0.5 mol dnf3， Ag+離子濃度為0.1 mol dm氣鍍液中 EDTA JNa量為120gdm—3。鍍膜時先將鍍液加熱至55°C，加熱的同時進(jìn)行攪拌。 鍍液到達(dá)設(shè)定溫度后將氟化處理并清洗后的合金加入到鍍液，每升鍍液中加入合 金量為80克。再將濃度為10wt。/。的水合肼溶液加入到該鍍液中，水合肼與鍍液 的體積比為1:15。鍍膜時間為180分鐘。鍍膜后將合金從鍍液中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。干燥 溫度為8(TC。所制備合金在含1 vol%CO、 2vol°/。C02、 lvol%CH4、 3vol。/。N2雜質(zhì)氣體且 壓力為lMPa的氬氣中24小時吸氫量X).8wt。/。。
權(quán)利要求
1. 一種在含雜質(zhì)氣體的氫氣中具有吸氫能力的金屬吸氫材料制備方法，其特征在于對吸氫材料進(jìn)行氟化、鍍鈀銀處理。
2、 按照權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述的雜質(zhì)氣體為CO、C02、 CH4、 02、 N2、 H20中的一種或幾種氣體，雜質(zhì)氣體含量《8vo1。/。。
3、 按照權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述的氟化處理采用氟化 液成分為HF與KF的混合水溶液；所述的鍍鈀銀處理釆用PcP與Ag+的氨的絡(luò)合 物水溶液作為鍍液，選用EDTA 2Na作為鍍液的穩(wěn)定劑，選用水合肼、 NaH2P02.H20、 Na2S03、雙氧水、或甲醛具有還原作用的物質(zhì)或其溶液作為還 原劑，其中，水合肼、NaH2P02 *; 20、 Na2S03、雙氧水、或甲醛的濃度為lwt%~ 100wt%。
4、 按照權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述的氟化液中HF的濃度 范圍為0.007 ~ 0.500 mol drrf3， KF的濃度范圍為0.05 ~ 1.00 mol dnf3,先將氟化 液進(jìn)行加熱并攪拌，氟化液達(dá)到設(shè)定加熱溫度20 10(TC后，往其中加入吸氫材 料，每升氟化液中加入5 200g吸氫材料，氟化時間不少于10分鐘，將氟化處 理后的吸氫材料用去離子水清洗。
5、 按照權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述的鍍液中PcP離子濃 度為0.001 ~0.800 mol dm-3, Ag+離子濃度為0.0001 ~0.500 mol dnf3,鍍液中 EDTA 2Na量為20~500gdm—3,先將鍍液加熱，加熱的同時進(jìn)行攪拌，鍍液到 達(dá)設(shè)定溫度20 10(TC后，將氟化處理并清洗后的吸氫材料加入到鍍液中，每升 鍍液中加入吸氫材料質(zhì)量為10~300克，再將還原劑，加入到該鍍液中，或?qū)㈠?液加入到還原劑中，還原劑與鍍液的體積比為1 :200~ 1 :2， 4!M時間為30-300 分鐘。
6、 按照權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于鍍膜后將吸氫材料從鍍液 中取出并用去離子水清洗，再進(jìn)行真空干燥處理。干燥溫度為20-150'C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在含雜質(zhì)氣體的氫氣中具有吸氫能力的金屬吸氫材料制備方法，通過對吸氫材料進(jìn)行氟化、鍍膜處理來獲得吸氫性能受雜質(zhì)氣體影響較小的吸氫材料。利用本發(fā)明可以使吸氫材料在含CO、CO₂、CH₄、O₂、N₂、H₂O等雜質(zhì)氣體的氫氣氛中仍具有吸氫能力。
文檔編號C01B3/00GK101244376SQ200710063860
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者劉曉鵬, 洋 宋, 李華玲, 李國斌, 王樹茂, 蔣利軍, 鋒 詹 申請人:北京有色金屬研究總院