专利名称：一种制氢复合材料及其制备方法
技术领域：
一种制氢复合材料及其制备方法，属于功能性金属复合材料及新材料 制备技术领域，该复合材料是一种以分子筛为骨架和通道，经过一定的工 艺流程和制备方法，通过添加活性成分金属铝、金属锌和惰性金属镓制成， 将这种复合材料与水接触可以稳定产生氢气，应用于需要使用氢气的场合。
二背景技术：
氢在化工、航空航天、交通运输、供热、供电等方面有着广泛的应用 空间。传统的制氢技术包括烃类水蒸气重整制氢法、重油(或渣油)部分 氧化重整制氢法、金属与酸反应制氢、活性金属与水反应制氢和电解水法 制氢等等。氢能由于具有以下主要特点而成为被看作替代化石燃料的未来 型清洁能源(1)能量高，除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最 高的；(2)氢燃烧性能好，点燃快；(3)氢本身无色、无臭、无毒，十 分纯净，它燃烧后生成水，不会污染环境；(4)利用形式多种多样。虽然 氢能源被广泛认为是将要取代化石能源的一种清洁能源，但现有的氢制取 生产线路都面临着进退维谷的局面例如，人们主要通过甲烷来获得氢气， 但这种方法在产生氢气的过程却向大气排放了 二氧化碳；采用电解水的方 式获得氢需要大量的电力供应；利用可再生能源制氢还在研究中，前景目 前并不明朗。氢气的应用涉及到氢气生产、运输、存储诸多环节的安全问 题。发展氢能需要大规模建设氢能源的生产、销售和运输等基础设施，其 生产运输、存储、转化过程的成本都比较高。铝是活泼金属，在干燥空气
中与氧反应会在其表面立即形成一层致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并 能耐水；未被氧化的铝可以与水反应生成氢气，但会立即在铝的表面形成 氧化膜，阻止和水的进一步反应，使反应中止。纯锌可以与水反应放出氢 气，将纯锌制成粉末，利用水和锌粉末反应可以用来制氢。分子筛是一种 具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨 架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空 穴。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制氢复合材料，以分子筛为骨架和通道， 经过一定的工艺流程和制备方法，通过添加活性成分金属铝(或/和)金属 锌和惰性金属镓制成一种复合材料，这种材料可以直接与水反应且能稳定 生成氢气，并且反应可以按需要进行控制，反应完毕后生成的氧化铝和氧 化锌等材料可以回收利用，使得制氢成本较低；同时确定这种材料的制备 方法，使氢能的开发和利用具有广阔的应用前景同时具备较高的经济价值。
一种制氢复合材料及其制备方法，由分子筛、金属铝、金属锌、金属 镓，经称量、搅拌加热至熔融、缓慢搅拌降温、固化成型制成，该制氢复 合材料中分子筛、金属铝、金属锌、金属镓的重量配比依次为100: 50 1000: 1 200: 10 200。将经称量好的分子筛、金属铝、金属锌、金属镓、 放进熔炉中，在惰性气体氩气的保护下不断搅拌加热到熔融状态，继续搅 拌缓慢降温，并固化成适当形状，即可得到铝、锌、镓和分子筛为主要成 分的制氢复合材料。该制氢复合材料的使用方法是，在密闭容器中，采取 电动、磁动、电磁动、液压传动、气压传动、机械传动等方式或手动装置 使制氢复合材料接触或脱离水面来开始或停止制备氢气，当产气量小于一
定数量时，更换新的制氢复合材料。使用化学和(或)物理的方法回收处 理使用过的制氢复合材料，得到金属铝(或/和)金属锌、金属镓和分子筛， 以实现循环使用目的。
该制氢复合材料性能稳定且制备方法简单可靠，本发明可有效降低氢 气生产成本，节能降耗，避免了传统工艺中涉及到氢气生产、运输、存储 诸多环节的安全问题，减少建设氢能源的生产、销售和运输等基础设施投 资，使氢能大规模推广应用成为可能。
具体实施例方式
实施例1、制氢复合材料及其制备方法。(1)称量分别称量ZSM12
分子筛(大连理工大学催化剂研究所提供)、金属铝(市售)、金属锌(市
售)、金属镓(市售)100g、 50g、 lg、 10g放进熔炉中，通入惰性气体氩作 为保护气。(2)搅拌加热不断摇动下加热到熔融状态；(3)搅拌降温 继续搅拌缓慢降至常温，得到铝锌镓合金ZSM12分子筛颗粒；(4)固化 成型将该颗粒状物质固化成适当形状，即可得到制氢复合材料；(5)使 用将该制氢复合材料置于一个带滤孔的小容器内，加入到一个密闭容器
中，带滤孔的小容器可以采取电动、磁动、电磁动、液压传动、气压传动、 机械传动等方式或手动装置升降或移动，使制氢复合材料可以接触或脱离 水面来开始或停止制备氢气，制备的氢气可以应用于需要使用氢气的场合。 当产气量小于一定数量时，应更换新的制氢复合材料。使用化学和(或) 物理的方法回收处理使用过的制氢复合材料，可以得到金属铝(或/和)金 属锌、金属镓和分子筛，以实现循环使用目的。例如，可以加入活性炭进 行煅烧，使用过的制氢复合材料中的氧化铝、氧化锌还原为金属铝和金属 锌，恢复制氢复合材料的活性，经恢复活性的制氢复合材料又可以与水直
接反应生成氢气，这样制氢复合材料就可以循环使用了。
实施例2、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1):
分别称量A5分子筛(市售)、金属铝(市售)、金属锌(市售)、金属镓(市 售)100g、 50g、 lg、 10g放进熔炉中，通入惰性气体氩作为保护气。按照 实施例1中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢复合 材料与水接触或脱离来开始或停止制备氢气。
实施例3、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1): 分别称量ZSM12分子筛(大连理工大学催化剂研究所提供)、金属铝(市 售)、金属锌(市售)、金属镓(市售)100g、 1000g、 200g、 200g放进熔炉 中，通入惰性气体氩作为保护气。按照实施例l中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢复合材料与水接触或脱离来开始或停止 制备氢气。
实施例4、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1):
分别称量A5分子筛(市售)、金属铝(市售)、金属锌(市售)、金属镓(市 售)100g、 1000g、 200g、 200g放进熔炉中，通入惰性气体氩作为保护气。 按照实施例1中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢 复合材料与水接触或脱离来开始或停止制备氢气。
实施例5、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1): 分别称量ZSM12分子筛(大连理工大学催化剂研究所提供)、金属铝(市 售)、金属锌(市售)、金属镓(市售)100g、 500g、 100g、 100g放进熔炉 中，通入惰性气体氩作为保护气。按照实施例l中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢复合材料与水接触或脱离来开始或停止 制备氢气。
实施例6、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1):
分别称量A5分子筛(市售)、金属铝(市售)、金属锌(市售)、金属镓(市 售)100g、 400g、 20g、 100g放进熔炉中，通入惰性气体氩作为保护气。按 照实施例1中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢复 合材料与水接触或脱离来开始或停止制备氢气。
实施例7、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(l)- 分别称量ZSM12分子筛(大连理工大学催化剂研究所提供)、金属铝(市 售)、金属锌(市售)、金属镓(市售)100g、 200g、 10g、 50g放进熔炉中， 通入惰性气体氩作为保护气。按照实施例l中的加工步骤(2)、 (3)、 (4) 制成制氢复合材料。将该制氢复合材料与水接触或脱离来开始或停止制备 氢气。
实施例8、制氢复合材料及其制备方法。按照实施例l中的步骤(1):
分别称量A5分子筛(市售)、金属铝(市售)、金属锌(市售)、金属镓(市 售)100g、 200g、 50g、 50g放进熔炉中，通入惰性气体氩作为保护气。按 照实施例1中的加工步骤(2)、 (3)、 (4)制成制氢复合材料。将该制氢复 合材料与水接触或脱离来开始或停止制备氢气。
权利要求
1.一种制氢复合材料及其制备方法，由分子筛、金属铝、金属锌、金属镓，经称量、搅拌加热至熔融、缓慢搅拌降温、固化成型制成，其特征在于所述分子筛、金属铝、金属锌、金属镓其重量配比依次为100∶50～1000∶1～200∶10～200。
2. 根据权利要求1所述一种制氢复合材料及其制备方法，其特征在于-所述分子筛是A5分子筛或ZSM12分子筛。
3. 根据权利要求1所述一种制氢复合材料及其制备方法，其特征在于 所述生产过程中的搅拌加热至熔融、缓慢搅拌降温步骤是在惰性气体氩气 的保护下进行。
全文摘要
一种制氢复合材料及其制备方法，属于功能性金属复合材料及新材料制备技术领域，该复合材料由分子筛、金属铝、金属锌、金属镓，按照一定配比，经称量、搅拌加热至熔融、缓慢搅拌降温、固化成型制成。将这种复合材料与水接触可以稳定产生氢气，应用于需要使用氢气的场合。该制氢复合材料性能稳定且制备方法简单可靠，本发明可有效降低氢气生产成本，节能降耗，避免了传统工艺中涉及到氢气生产、运输、存储诸多环节的安全问题，减少建设氢能源的生产、销售和运输等基础设施投资，使氢能大规模推广应用成为可能。
文档编号C01B3/08GK101172576SQ20071018976
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月16日 优先权日2007年10月16日
发明者骈忠新, 骈运来 申请人:骈忠新;骈运来