硒化合物的固相制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种储氢化合物的制备方法，具体地说是一种钴α85砸储氢化合物的固相制备方法。
【背景技术】
[0002]固相球磨法，是制备超细材料的一种重要方法。目前，球磨技术仅仅在材料的混合与原料的研磨上起到作用。传统意义上讲，对于新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能)或化学变化来实现，即通过高温液相法和气相法实现。而利用研磨球作用产生的机械能直接参与或引发了化学反应是一种新的化合物制备思路。机械固相化学法的基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料。作为一种新技术，它能够降低反应物的熔点(大约是正常条件的60%)、降低反应活化能、晶粒细化、极大提高粉末活性和改善材料分布均匀性及增强体与基体之间界面的结合，促进固态离子扩散，从一个活性点扩大到整个体系的化学反应，是一种高效、节能、易于操作的材料合成技术。
[0003]近年来，随着传统能源材料的日益枯竭，社会各行业对新能源的要求越发突出和明显。氢能(以氢及其同位素为主导的反应中或在状态变化过程中所释放的能量)燃烧性能好、热值高、用途广泛、来源丰富、清洁无污染等优良特性决定了其在未来能源体系中的重要地位。开发新型高容量的储氢材料与储氢技术成为氢能领域研宄的热点之一。目前储氢材料研宄正由传统的储氢合金(原材料丰富，但储氢容量低，实际容量已接近理论储氢容量)向新型轻质储氢材料(储氢容量高，但可逆性差，操作温度高，动力学性能缓慢)方向发展。
[0004]目前，钴㈣^西越来越多的受到科研工作者的重视，如:安徽大学宋吉明等用水热法制备了钴。85砸纳米片，在室温下产物具有较大的比表面积并具有高的顺磁性，对有机染料亚甲基蓝有很好的吸附，可用于吸附污水中的有机染料，在污水处理中有较好的应用；Liu等研宄人员用热喷射技术制备钴α85砸纳米晶体，其带隙为1.16eV,带隙接近太阳能电池应用的最佳值，可以将其应用于染料敏化太阳能电池等光电能源转化行业；Abhik等研宄人员用水热法制备钻(Ι.8δ砸纳米晶体，具有尚履电容特性、尚的电容滞留性和尚的耐久性等特点，可应用于电容器的活性材料。目前，制备钴α85砸化合物的合成方法仅仅是液相法合成，而固相法合成却未见报道。
[0005]随着对储氢材料的研宄日益深入与广泛，一系列Co-X(X = B、BN、CNT、P、S、Si)储氢材料也相继被研发成功。深入研宄表明上述储氢材料添加的非金属元素对于Co基储氢材料的储氢性能的提高也起到了至关重要的作用。同时轻质储氢材料的引入不仅提高了其表面积，缩短了氢扩散距离，增加了晶粒的边界数量，同时减弱氢从非金属材料的自发性溢出。二者的有效整合协同促进了对氢的释放和吸收，改善材料的吸放氢的动力学和热力学性能，提高了储氢容量。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种简单、适合于工业生产、重复性良好、低成本的粒径分布均一的钴α85砸化合物的固相制备方法。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
[0008](I)将研磨球、钴粉、砸粉加入到研磨罐中；
[0009](2)将研磨罐充惰性气体保护，密封后进行球磨反应；
[0010](3)研磨结束后，取出研磨球，将产物倒入容器内收集；
[0011](4)将收集的产物用滤纸包好放入索氏提取器中；
[0012](5)在120°C，溶剂为乙二胺的条件下回流8次以上；取出烘干，即得纯的钴。.85砸纳米材料。
[0013]本发明还可以包括:
[0014](I)所述的球磨反应的转速为600转/分钟。
[0015](2)钴粉与砸粉的摩尔比在1:2到1:3之间。
[0016](3)钴粉和砸粉混合物与磨球的质量比1:10到1:15之间。
[0017]本发明的制备钴α85砸纳米粒子的方法，是用固相法进行大规模的制备合成的探索，在操作上，相较于苛刻的水热法，热喷射热等方法实践起来更容易，实验设备简单，产量高，重复性好，制备产品尺寸均匀，原子利用率接近100%，符合绿色化工的要求。此外，本发明将所制备的钴α 85砸化合物应用于固态储氢材料邻域还未有报道。
[0018]本发明合成的钴& 85砸纳米材料区别于传统水相制备方法，本发明是利用工业成型的球磨技术通过物理、化学作用在非整比化合物合成的一个探索，通过材料表征手段分析确定钴α85砸化合物生成的最优技术手段。本发明方法具有合成手段简单，产量高，重复性好，制备产品尺寸均匀，原子利用率接近100%，符合绿色化工的要求。
[0019]本发明不同于传统意义上的固相球磨反应，除将原材料混合均匀与粉末研细外，利用研磨球与原料的相互碰撞产生的机械能，通过物理、化学作用，室温条件下引发化学键生成的化学反应。本发明提出一种制备化合物的新思路，通过本发明方法能够有效的降低反应的活化能、极大提高粉末活性，促进固态离子扩散，并从一个活性点扩大到整个体系的化学反应，是一种高效、节能、易于操作的新材料制备合成技术。
【附图说明】
[0020]图1是反应原材料钴粉的X射线粉末衍射示意图；
[0021]图2是应原材料砸粉的X射线粉末衍射示意图；
[0022]图3是一般球磨条件下制备材料的X射线粉末衍射示意图；
[0023]图4是本发明钴、砸摩尔比1:2，600转/分钟在乙二胺回流处理前的X射线粉末衍射不意图；
[0024]图5是本发明钴、砸摩尔比1:2，600转/分钟在乙二胺回流处理后的X射线粉末衍射不意图；
[0025]图6是本发明钴、砸摩尔比1:3，600转/分钟在乙二胺回流处理后的X射线粉末衍射不意图；
[0026]图7是本发明钴、砸摩尔比1:1，600转/分钟在乙二胺回流处理后的X射线粉末衍射不意图；
[0027]图8是本发明钴α85砸化合物中钴元素光电子能谱分析示意图；
[0028]图9是本发明钴α85砸化合物中砸元素光电子能谱分析示意图；
[0029]图10是本发明钴α85砸化合物粒子的扫描电子显微镜示意图；
[0030]图11是本发明钴α85砸化合物粒子的投射电子显微镜示意图；
[0031]图12是发明钴α85砸化合物的比表面积情况示意图；
[0032]图13是本发明钴α85砸化合物的储氢情况示意图；
[0033]图14是本发明钴化合物的循环吸放氢情况示意图。
【具体实施方式】
[0034]为更好的理解本发明，下面通过实例对本发明做进行说明。
[0035]本发明具体操作中，对球磨机没有严格限制所述的球磨机种类不限，但是优选高能球磨机，包括但不限于行星式高能球磨机、三维振动型高能球磨机、搅拌型高能球磨机、滚动型高能球磨机。本发明的球磨时间可以是连续的球磨时间，也可以是间歇球磨，即先球磨一段时间，中间间隔一段时间，然后再继续球磨的总球磨时间，其中间隔时间为10-60分钟，除去间隔时间的球磨时间为6小时。
[0036]具体实施方案I
[0037](I)将摩尔比为1:2的钴粉、砸粉，研磨球加入到洁净干燥的球磨罐中；将已装入样品的球磨罐放入手套箱中进行充惰性气体保护(注意，此处充惰性气体保护是由于Co在有氧存在时，球磨过程中会发生Co的氧化)；
[0038](2)密封球磨罐，将密封好的球磨罐装在球磨机上，进行球磨，在600转/分钟的转速下研磨6小时；
[0039](3)取出磨球，将球磨产物倒入小烧杯内，收集球磨产物；
[0040](4)将收集的产物用滤纸包好放入组装好的索氏提取器中；
[0041](5)用加热套加热底部圆底烧瓶，将乙二胺加热到120°C进行回流溶解过量的砸，待圆底烧瓶内的乙二胺全都蒸发到索氏提取器中，如此循环8次；
[0042](6)取出纸包，收集样品并洗去样品表面的乙二胺溶剂，将样品进行X射线粉末衍射测试。
[0043](7)测试结果为钴。85砸化合物，测试结果如图5所示。
[0044]具体实施方案2
[0045](I)将摩尔比为1:3的钴粉、砸粉，磨球加入到洁净干燥的氧化锆球磨罐中，将已装入样品的球磨罐放入手套箱中进行充惰性气体保护(注意，此处充惰性气体保护是由于Co在有氧存在时，球磨过程中会发生Co的氧化)；
[0046](2)密封球磨罐，将密封好的球磨罐装在高能球磨机上，进行球磨，在600转/分钟的转速下球磨6小时；
[0047](3)取出磨球，将球磨产物倒入小烧杯内，收集球磨产物；
[0048](4)将收集的产物用滤纸包好放入组装好的索氏提取器中；
[0049](5)用加热套加热底部圆