摻雜的硼基儲氫材料及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及儲氨材料，具體是一種（NH4)2TiFe滲雜的棚基儲氨材料及制備方法。
【背景技術】
[0002] 研究開發高效安全的儲氨材料對于實現環境友好的"氨經濟"至關重要。在過去 十年里，輕金屬棚氨化物比如LiBH4,Mg炬&)2，化炬&)2等，由于它們擁有較高的質量和體 積儲氨密度，所W受到科學工作者的廣泛關注。其中LiB&通過加熱可W放出13.8wt%的 氨氣，而成為極具潛力的儲氨材料。但是在常壓下，LiB&的起始脫氨溫度高達300 °C，嚴 重制約其工業化應用。為了克服該一難題，科學工作者研究了大量策略。
[0003] 其中通過正負氨結合的策略，對LiBH4進行脫穩可W有效的降低其脫氨溫 度。比如有報道合成了LiBH4-NH3,進一步復合AlCls后可W使材料在150 °C前脫氨 達到 9. 0wt〇/〇(Guo,Y.,Xia,G.,化U,Y.,Gao,L.,化，X.QiemCommun(Camb) 2010;46:2599-2601.)。該里利用了畑3中的正氨原子來脫穩LiBH4中的負氨原子。另一 種常用的改進策略是直接催化劑滲雜。比如通過滲雜25wt%的TiFs，可W使LiBH4在250 °C前脫氨 5.0wt%(Y.H.Guo,X.B.化，L.Gao,G.L.Xia,Z.P.Guoand比K. Liu,紐e巧j紐Firw. 5bi.，2010，3，465-470.)。我們創新性的采用（NH4)2TiFe作為 復合劑，結合正負氨和催化的協同作用改進LiBH4的脫氨性能。
【發明內容】
[0004] 本發明專利的目的在于通過滲雜（NH4)2TiFe，合成（NH4)2TiFe-LiBH4復合儲氨材 料，利用（畑4)sTiFe的復合和催化作用，改進LiBH4的低溫脫氨性能，方法簡單，適宜大規模 生產應用。
[000引本專利設及（畑4) 2TiFe滲雜LiBH屋合儲氨材料的制備方法，復合儲氨材料的具體 制備方法如下： 1) 在手套箱將催化劑（NH4)2TiFe和LiBH4混合，作為樣品待用； 2) 將樣品放入球磨罐中，球磨轉速為200r/min到400r/min，球磨時間為1-4小時。
[0006] 所述球磨罐容量為100血，催化劑裝料量為0. 1g，球磨罐中裝入直徑為5-15mm 的鋼球，保證球料質量比為50:1到100:1。
[0007] 所述球磨轉速為300r/min，球磨時間為3小時，球料比為100:1。
[0008] 所述球磨溫度為室溫，球磨氣氛為高純氣，球磨壓力為常壓。
[0009] 產品測試；通過W上方法合成的儲氨材料，起始脫氨溫度降低到65 °C，在90°C 恒溫脫氨，160min內脫氨量達到3.9wt%。同時材料的脫氨活化能也得到了降低。
[0010] 本專利的優點在于： a)滲雜材料（NH4)2TiFe易得，價格較低廉。
[0011]b)對LiBH4進行滲雜過程簡單，易于操作。
[001引C)通過滲雜少量的（畑4) 2TiFe，能夠有效的改進LiBH4的儲氨性能。
【附圖說明】
[001引 圖1.LiBH4-(NH4)2TiFe復合儲氨材料的X畑譜圖。
[0014]圖2. 9(NH4)2TiFe-LiBH屋合儲氨材料在90 °C的恒溫脫氨性能。
[00巧]圖3. 9(NH4)2TiFe:LiBH屋合儲氨材料在不同升溫速率下的DSC曲線。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步詳細描述。
[0017] 實施例1;用（NH4)2TiFe作為復合劑和催化劑對LiBH4進行滲雜。
[001引在手套箱中分別稱取0.1g(NH4)2TiFe和0.9gLiBH4，放入容量為100mL的球磨 罐中，球磨罐中放入直徑為10mm的鋼球20顆，保證球料比為100:1。將球磨罐置于球磨機 中，設定轉速為300r/min，時間為4小時，最后得到的樣品即為9(NH4)2TiFe:LiBH4復合儲 氨材料。
[001引對制備的9(NH4)2TiFe:LiBH屋合儲氨材料進行X畑物相表征，此表征是用X射線 衍射儀狂' Pert MPD PRO, CuKa, 40 kV, 40 mA)進行的。
[0020] X畑表征結果顯示，復合儲氨材料中仍然有（NH4)2TiFe的衍射峰，但是LiBH4的衍 射峰消失，說明LiBH4在球磨過程中發生無定型變化，或者與（NH4)2TiFe反應。同時復合材 料中出現（NH4)LiTiFe,N&F，LiF，推測球磨過程中發生W下反應： 1.化iBH* + (畑4)2了1尸6^ NH4BH4+ (NH4)LiTiFe 2. (NH4)LiTiFe^ 饑巧 +LiF+TiF* 而復合材料中沒有發現NH4BH4和TiF4的衍射峰，是由于它們W無定型形式存在。
[0021]將NH4)2TiFe-LiBH4復合儲氨材料，在美國Advanced Materials Co巧oration公司 生產的氣體反應控制裝置Sieverts-type PCT上對其恒溫脫氨性能進行測試。
[0022] 每次測試用樣量約為100mg。樣品放入裝置后先反復抽空S次充入氨氣，最后持 續抽空10min,開始測試。用設定溫度的加熱爐對樣品進行快速加熱，加熱到設定溫度需時 約5到10分鐘。
[0023] 測試結果顯示，復合儲氨材料在90 °C，160min內脫氨達到3. 9wt%，說明材料具 有優越的低溫脫氨性能。
[0024]4264復合儲氨材料在不同升溫速率下的DSC曲線 將（NH4)2TiFe-LiBH4復合儲氨材料，在TAQ1000儀器上進行DSC測試。
[00巧]每次測試稱取樣品1. 5mg左右，放入50微升侶制相蝸中，W不同的升溫速率進行DSC測試。
[0026]測試結果顯示，復合儲氨材料在70 °k，260°哨現兩個吸熱峰，在75-112 120-155 度出現兩個寬的放熱峰。
【主權項】
1. 一種用（NH4)2TiF6摻雜的硼基復合儲氫材料，其特征在于： 所述（NH4)JiF6作為復合劑和催化劑，所述硼基儲氫材料是由（NH4)2TiF和LiBH4球 磨而成，（NH4)JiF6摻雜到LiBH4中的量為硼基儲氫材料質量的5-20wt%。
2. -種用（NH4)2TiFjf雜的硼基復合儲氫材料的制備方法，其特征在于：包括如下步 驟： 1) 在手套箱將（NH4)2TiFdPLiBH4混合，作為樣品待用； 2) 將樣品放入球磨罐中，球磨轉速為200r/min到400r/min，球磨時間為1-4小時。
3. 按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述球磨罐容量為100mL，催化劑裝 料量為〇.Ig，球磨罐中裝入直徑為5-15mm的鋼球，保證球料質量比為50:1到100:1。
4. 按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述球磨轉速為300r/min，球磨時 間為3小時，球料比為100:1。
5. 按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述球磨溫度為室溫，球磨氣氛為 高純氬，球磨壓力為常壓。
【專利摘要】本發明涉及一種用(NH4)2TiF6作為復合劑和催化劑對LiBH4進行復合催化，制備新型(NH4)2TiF6-LiBH4復合儲氫材料，屬于材料發明領域。該復合材料通過機械球磨法制備而得，當(NH4)2TiF6摻雜量為1-20 wt%時，該材料的起始脫氫溫度降低到65℃，在90℃恒溫脫氫，160 min內脫氫量達到3.9 wt%。同時材料的脫氫活化能也得到了降低。本發明球磨制備的復合儲氫材料具有很好的脫氫性能，由(NH4)2TiF6作為復合劑和催化劑摻雜改善LiBH4高效儲氫材料在較低溫度下表現出了良好的脫氫性能。
【IPC分類】C01B3-02
【公開號】CN104724672
【申請號】CN201510111016
【發明人】孫立賢, 李志寶, 徐芬, 孫一新, 姜俠, 王自強
【申請人】桂林電子科技大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月13日