三氫化鋁制備工藝研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源有限且不可再生，尋求新能源成為現(xiàn)代學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，氫能源具有來(lái)源廣泛、使用清潔、燃燒性能好、儲(chǔ)量豐富和可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，受到人們?cè)絹?lái)越多的重視，而儲(chǔ)氫成為對(duì)氫能源利用的關(guān)鍵?；瘜W(xué)儲(chǔ)氫材料中的AlH3具有含氫量高(10.01％)、放氫條件溫和(100℃左右)等優(yōu)點(diǎn)成為儲(chǔ)氫的優(yōu)良候選材料。本文區(qū)別于傳統(tǒng)的有機(jī)溶液合成AlH3的方法，探究了烷基氫化鋁催化活性鋁直接合成AlH3的方法，并對(duì)低熱固相合成AlH3進(jìn)行了初步研究。無(wú)論是烷基氫

2、化鋁催化活性鋁直接合成AlH3，還是低熱固相反應(yīng)合成AlH3，本論文的出發(fā)點(diǎn)是為了擺脫AlH3合成過(guò)程中對(duì)有機(jī)試劑的依賴。特別是論文中使用的原料為鋁粉和氫氣，價(jià)格十分低廉，極大地降低了合成成本，又減少對(duì)環(huán)境污染，完全符合“綠色化學(xué)”的理念。
　　采用高能球磨法以Ti粉為助劑摻雜球磨得到含鈦量為0.41%的鋁粉和以B為助劑摻雜球磨鋁粉得到晶粒平均尺寸為21.3nm的鋁粉。通過(guò)XRD、TG和SEM等表征手段表明制得了純度高、活性非常高

3、、粒徑非常細(xì)的鋁粉。烷基氫化鋁具有優(yōu)良的催化性質(zhì)，在本論文中采用LiAlH4分別與Et2AlCl和Me3Al通過(guò)置換反應(yīng)，在不同的反應(yīng)溫度，反應(yīng)溶劑和反應(yīng)時(shí)間下得到Et2AlH和Me2AlH，對(duì)所得到的烷基氫化鋁純化后進(jìn)行核磁共振氫譜分析，從1HNMR數(shù)據(jù)可知得到了純度較高的Et2AlH和Me2AlH。
　　將Me2AlH、Et2AlH和[(CH3)2CHCH2]2AlH分別催化氫氣和活性鋁反應(yīng)，通過(guò)控制氫氣壓力(8-13MPa)

4、、反應(yīng)時(shí)間(3-21h)和反應(yīng)溫度(80-120℃)等反應(yīng)條件，制備AlH3，并對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行表征。利用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自行設(shè)計(jì)的一套放氫裝置來(lái)進(jìn)行樣品的放氫實(shí)驗(yàn)并通過(guò)XRD分析結(jié)果顯示，樣品中存在少量的AlH3。
　　在低熱固相合成AlH3的初步研究過(guò)程中，首先以LiH和AlCl3原料，按照10:1的物質(zhì)的量比，在不同的反應(yīng)溫度(85℃和90℃)和反應(yīng)時(shí)間(1-4h)等條件下進(jìn)行固相制備AlH3。其次以LiAlH4和AlCl3為原料，反