掺杂的硼基储氢材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及储氨材料，具体是一种（NH4)2TiFe渗杂的棚基储氨材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 研究开发高效安全的储氨材料对于实现环境友好的"氨经济"至关重要。在过去 十年里，轻金属棚氨化物比如LiBH4,Mg炬&)2，化炬&)2等，由于它们拥有较高的质量和体 积储氨密度，所W受到科学工作者的广泛关注。其中LiB&通过加热可W放出13.8wt%的 氨气，而成为极具潜力的储氨材料。但是在常压下，LiB&的起始脱氨温度高达300 °C，严 重制约其工业化应用。为了克服该一难题，科学工作者研究了大量策略。
[0003] 其中通过正负氨结合的策略，对LiBH4进行脱稳可W有效的降低其脱氨温 度。比如有报道合成了LiBH4-NH3,进一步复合AlCls后可W使材料在150 °C前脱氨 达到 9. 0wt〇/〇(Guo,Y.,Xia,G.,化U,Y.,Gao,L.,化，X.QiemCommun(Camb) 2010;46:2599-2601.)。该里利用了畑3中的正氨原子来脱稳LiBH4中的负氨原子。另一 种常用的改进策略是直接催化剂渗杂。比如通过渗杂25wt%的TiFs，可W使LiBH4在250 °C前脱氨 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.)。我们创新性的采用（NH4)2TiFe作为 复合剂，结合正负氨和催化的协同作用改进LiBH4的脱氨性能。
【发明内容】
[0004] 本发明专利的目的在于通过渗杂（NH4)2TiFe，合成（NH4)2TiFe-LiBH4复合储氨材 料，利用（畑4)sTiFe的复合和催化作用，改进LiBH4的低温脱氨性能，方法简单，适宜大规模 生产应用。
[000引本专利设及（畑4) 2TiFe渗杂LiBH屋合储氨材料的制备方法，复合储氨材料的具体 制备方法如下： 1) 在手套箱将催化剂（NH4)2TiFe和LiBH4混合，作为样品待用； 2) 将样品放入球磨罐中，球磨转速为200r/min到400r/min，球磨时间为1-4小时。
[0006] 所述球磨罐容量为100血，催化剂装料量为0. 1g，球磨罐中装入直径为5-15mm 的钢球，保证球料质量比为50:1到100:1。
[0007] 所述球磨转速为300r/min，球磨时间为3小时，球料比为100:1。
[0008] 所述球磨温度为室温，球磨气氛为高纯氣，球磨压力为常压。
[0009] 产品测试；通过W上方法合成的储氨材料，起始脱氨温度降低到65 °C，在90°C 恒温脱氨，160min内脱氨量达到3.9wt%。同时材料的脱氨活化能也得到了降低。
[0010] 本专利的优点在于： a)渗杂材料（NH4)2TiFe易得，价格较低廉。
[0011]b)对LiBH4进行渗杂过程简单，易于操作。
[001引C)通过渗杂少量的（畑4) 2TiFe，能够有效的改进LiBH4的储氨性能。
【附图说明】
[001引 图1.LiBH4-(NH4)2TiFe复合储氨材料的X畑谱图。
[0014]图2. 9(NH4)2TiFe-LiBH屋合储氨材料在90 °C的恒温脱氨性能。
[00巧]图3. 9(NH4)2TiFe:LiBH屋合储氨材料在不同升温速率下的DSC曲线。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步详细描述。
[0017] 实施例1;用（NH4)2TiFe作为复合剂和催化剂对LiBH4进行渗杂。
[001引在手套箱中分别称取0.1g(NH4)2TiFe和0.9gLiBH4，放入容量为100mL的球磨 罐中，球磨罐中放入直径为10mm的钢球20颗，保证球料比为100:1。将球磨罐置于球磨机 中，设定转速为300r/min，时间为4小时，最后得到的样品即为9(NH4)2TiFe:LiBH4复合储 氨材料。
[001引对制备的9(NH4)2TiFe:LiBH屋合储氨材料进行X畑物相表征，此表征是用X射线 衍射仪狂' Pert MPD PRO, CuKa, 40 kV, 40 mA)进行的。
[0020] X畑表征结果显示，复合储氨材料中仍然有（NH4)2TiFe的衍射峰，但是LiBH4的衍 射峰消失，说明LiBH4在球磨过程中发生无定型变化，或者与（NH4)2TiFe反应。同时复合材 料中出现（NH4)LiTiFe,N&F，LiF，推测球磨过程中发生W下反应： 1.化iBH* + (畑4)2了1尸6^ NH4BH4+ (NH4)LiTiFe 2. (NH4)LiTiFe^ 饥巧 +LiF+TiF* 而复合材料中没有发现NH4BH4和TiF4的衍射峰，是由于它们W无定型形式存在。
[0021]将NH4)2TiFe-LiBH4复合储氨材料，在美国Advanced Materials Co巧oration公司 生产的气体反应控制装置Sieverts-type PCT上对其恒温脱氨性能进行测试。
[0022] 每次测试用样量约为100mg。样品放入装置后先反复抽空S次充入氨气，最后持 续抽空10min,开始测试。用设定温度的加热炉对样品进行快速加热，加热到设定温度需时 约5到10分钟。
[0023] 测试结果显示，复合储氨材料在90 °C，160min内脱氨达到3. 9wt%，说明材料具 有优越的低温脱氨性能。
[0024]4264复合储氨材料在不同升温速率下的DSC曲线 将（NH4)2TiFe-LiBH4复合储氨材料，在TAQ1000仪器上进行DSC测试。
[00巧]每次测试称取样品1. 5mg左右，放入50微升侣制相蜗中，W不同的升温速率进行DSC测试。
[0026]测试结果显示，复合储氨材料在70 °k，260°哨现两个吸热峰，在75-112 120-155 度出现两个宽的放热峰。
【主权项】
1. 一种用（NH4)2TiF6掺杂的硼基复合储氢材料，其特征在于： 所述（NH4)JiF6作为复合剂和催化剂，所述硼基储氢材料是由（NH4)2TiF和LiBH4球 磨而成，（NH4)JiF6掺杂到LiBH4中的量为硼基储氢材料质量的5-20wt%。
2. -种用（NH4)2TiFjf杂的硼基复合储氢材料的制备方法，其特征在于：包括如下步 骤： 1) 在手套箱将（NH4)2TiFdPLiBH4混合，作为样品待用； 2) 将样品放入球磨罐中，球磨转速为200r/min到400r/min，球磨时间为1-4小时。
3. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述球磨罐容量为100mL，催化剂装 料量为〇.Ig，球磨罐中装入直径为5-15mm的钢球，保证球料质量比为50:1到100:1。
4. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述球磨转速为300r/min，球磨时 间为3小时，球料比为100:1。
5. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述球磨温度为室温，球磨气氛为 高纯氩，球磨压力为常压。
【专利摘要】本发明涉及一种用(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂对LiBH4进行复合催化，制备新型(NH4)2TiF6-LiBH4复合储氢材料，属于材料发明领域。该复合材料通过机械球磨法制备而得，当(NH4)2TiF6掺杂量为1-20 wt%时，该材料的起始脱氢温度降低到65℃，在90℃恒温脱氢，160 min内脱氢量达到3.9 wt%。同时材料的脱氢活化能也得到了降低。本发明球磨制备的复合储氢材料具有很好的脱氢性能，由(NH4)2TiF6作为复合剂和催化剂掺杂改善LiBH4高效储氢材料在较低温度下表现出了良好的脱氢性能。
【IPC分类】C01B3-02
【公开号】CN104724672
【申请号】CN201510111016
【发明人】孙立贤, 李志宝, 徐芬, 孙一新, 姜侠, 王自强
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月13日