新型儲氫材料AlH3的合成工藝研究.pdf

1、三氫化鋁（AlH3）作為一種新型的輕金屬氫化物固態(tài)儲氫材料，本身已克服高壓氣態(tài)儲氫和低溫液態(tài)儲氫的儲氫容量低、成本高、安全性差等技術性問題，加上其具有較高的儲氫容量，質量和體積儲氫密度分別為10.08％和148g H2/L，和較低的釋氫溫度，即在經過物理或化學改性處理后，可在低于100℃的低溫下較快釋氫，其在理論上已滿足美國能源部（DOE）提出的車載儲氫的最終容量目標（7.5wt%，70g H2/L），且有望達到車載儲氫的最終操作溫度目

2、標（-40～85℃），因而成為低溫質子交換膜（PEM）燃料電池領域極具潛力的儲氫載體。
　　為了制得這種儲氫性能良好的AlH3產品，本文概述了近年來AlH3合成方法的研究進展，經比較發(fā)現(xiàn)，經典的液相有機金屬合成路線依然具有較大優(yōu)勢，即對設備要求低，操作簡便，成本低，產率高，易于分離提純等。故本文在經典的有機金屬合成理念的基礎上，即由醚合反應（Ⅰ）和脫醚反應（Ⅱ）兩步法合成，對制備α-AlH3晶體的整個工藝過程進行實驗探索，從而找出

3、最佳的合成工藝條件，使合成方法更加地成熟穩(wěn)定。
　　本文研究工作如下：分別對（Ⅰ）（Ⅱ）兩階段的工藝參數進行研究，得出制備α-AlH3的最佳工藝條件；并分別對兩階段反應產物進行了物質結構、熱力學特性及形貌分析；還對制得的α-AlH3樣品進行了放氫實驗；作為初步探索實驗，還將制得的α-AlH3樣品與氫化鈉（NaH）進行固相機械球磨反應，對不同球磨時間的復合儲氫體系進行了物質組成、熱力學和放氫分析。
　　實驗結果表明：無水無氧環(huán)

4、境下，在-15～-20℃低溫下配制 LiAlH4、無水AlCl3和LiBH4的乙醚溶液，使其以4:1:1的摩爾比在-15～-20℃低溫下磁力攪拌反應1h，制得AlH3·xEt2O中介物，以其為反應原料，氬氣保護下加入到無水甲苯中，90℃下恒溫脫醚1.5h，可制得產率為96.4%，純度為91%的單一晶相的α-AlH3晶體。LiAlH4在脫醚反應中作為引發(fā)劑，不可或缺；LiBH4充當結晶助劑，可顯著提高α-AlH3結晶度。放氫實驗表明放氫量