本发明属于氢化铝储氢，具体涉及一种纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法。
背景技术：
1、氢能作为一种能量密度高(142mj/kg)、清洁零碳排放、来源丰富、应用范围广泛、利用形式多样的二次能源，被认为是实现新时代能源体系低碳化转变的理想储能方式，然而氢能的实际应用却受限于其储存与运输的技术瓶颈。因此，想要实现氢能的广泛应用，开发安全、高效的氢储运技术是重中之重。固态储氢具有能量密度高、安全性能好、便于储存以及运输方便等优点，是目前最有发展前景的一种储氢方式。
2、在众多固态储氢材料中，氢化铝(alh3)具有优异的质量储氢密度(10.1wt％)和相对温和的放氢温度(150～200℃)，是目前固态储氢领域的研究热点之一，是比较理想的便携式电池的氢源，有望应用于军工方面的单兵电源、军民两用无人机等领域。但其作为便携式燃料电池的氢源，存在放氢温度相对较高、动力学性能较差等问题，极大地阻碍了alh3的规模化应用。在改善alh3放氢性能的众多方法中，添加催化剂是一种简单有效的改性方法。目前常用的催化剂主要有过渡金属氟化物、氧化物与稀土金属氧化物等，它能够有效地降低alh3的放氢温度，提高放氢动力学性能，但仍存在放氢终止温度较高的问题，不利于便携式燃料电池供氢系统(操作温度60～120℃)的实际应用。
3、过渡金属由于存在未充满的价层d轨道，大多具有可变价态，根据这一特性，过渡金属基催化剂，如钒基催化剂，在与氢化铝进行机械球磨过程中会产生中间价态活性催化物质进而改善氢化铝放氢性能，降低其放氢操作温度和放氢反应动力学，从而促进其在无人机、车载燃料电池等领域的产业化应用。
4、基于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明旨在提供一种纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，通过固相烧结法制得v2alc前驱体，然后利用溶剂热法制备得到ni3v2o8催化剂，该催化剂与氢化铝球磨制备得到该复合供氢材料，本发明利用ni、v过渡金属之间的相互作用，原位创造一个多价态的化学环境用以改善氢化铝的放氢性能，表现出卓越的催化效果，制备过程简单可控，易于产业化推广应用。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，按照如下的步骤顺序依次进行：
4、s1、制备前驱体v2alc
5、将v粉、al粉和石墨粉按2:1.3:1摩尔比混合均匀，通过固相烧结法制备v2alc粉末；
6、s2、制备纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8
7、将六水硝酸镍溶解在质量浓度为10％乙酸溶液中，随后加入v2alc粉末，经超声分散后转移至水热反应釜中于200℃鼓风干燥箱中进行溶剂热反应，对反应后的产物进行离心洗涤和干燥，收集产物得到纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8；
8、水热过程中是形成类榴莲外壳状的锥状结构ni3v2o8的关键过程，在该过程中水热反应时间、温度、原料比例等影响着产物的组成与形貌，水热反应温度过低时反应不完全，存在杂质；水热反应时间短时原料未反应完全，存在块状结构，且容易形成片状结构，反应时间过长时会破坏产物的结构，发生生长和团聚；原料比例过高或过低容易反应不充分。
9、s3、制备纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料
10、将氢化铝和纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8混合，在氩气气氛下通过机械球磨法制备复合供氢材料。
11、作为本发明的一种限定，步骤s1中，v粉、al粉和石墨粉的摩尔比为2:1.3:1，固相烧结法以氩气为烧结气氛，先以5℃/min的升温速率升至600℃，再以10℃/min的升温速率升至1500℃，反应温度为1500℃，反应时间为300min。
12、作为本发明的第二种限定，步骤s2中，六水硝酸镍与v2alc粉末质量比为93:15，所述v2alc的尺寸为600目。
13、本发明六水硝酸镍与v2alc粉末的比例是形成类榴莲外壳状的锥状结构ni3v2o8的关键所在，当二者的比例过大或过小均无法形成尺寸和形貌均匀的类榴莲外壳状的锥状结构ni3v2o8。
14、作为本发明的第三种限定，步骤s2中，所述水热反应时间为30h。
15、本发明水热反应时间也是影响ni3v2o8形貌的关键，当水热反应时间过长或过短均无法形成尺寸和形貌相对均匀的类榴莲外壳状的锥状结构ni3v2o8。
16、作为本发明的第四种限定，步骤s2中，所述离心洗涤是将产物用去离子水和无水乙醇分别洗涤4～6次，每次离心3min。
17、作为本发明的第五种限定，步骤s2中，所述干燥温度为60℃，时间为24h。
18、作为本发明的第六种限定，步骤s3中，纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂量为5wt％。
19、作为本发明的第七种限定，步骤s3中，机械球磨的球料比为60:1，球磨转速为350r/min，球磨时间为1h，球磨罐的容积为250ml。
20、球磨是形成最终复合放氢材料的过程，球磨过程中ni3v2o8与alh3发生相互作用，使得ni3v2o8中+2价ni和+5价v分别转变为ni2+、ni0和v4+、v0，它们作为催化活性物质协同催化提升了alh3的放氢性能。
21、本发明还有一种限定，所述纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8为类榴莲外壳状的锥状结构。
22、众所周知，产物的形貌结构对于其性能是有较大影响的，本发明的催化剂ni3v2o8为类榴莲外壳状的锥状结构，此种结构可利于促进alh3颗粒尺寸的降低，进而提高alh3的放氢性能，降低放氢温度，提高放氢动力学性能。
23、本发明上述技术方案作为一个整体，各个步骤之间是息息相关，互相影响的，其共同决定着产物的形貌特征及性能。
24、上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
25、1、本发明制备方法简单，过程易于控制，周期短，易于产业化生产和推广应用。
26、2、本发明制备得到的催化剂ni3v2o8具有优异的催化活性。
27、3、本发明制备得到的纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的初始放氢温度降低至72～75℃，放氢量高达8.2wt％；100℃时20min的放氢量高达6.3wt％，具有优异的放氢性能。
28、本发明适用于制备纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料。
1.一种纳米金属氧化物ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，按照如下的步骤顺序依次进行：
2.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，v粉、al粉和石墨粉的摩尔比为2:1.3:1，固相烧结法以氩气为烧结气氛，先以5℃/min的升温速率升至600℃，再以10℃/min的升温速率升至1500℃，反应温度为1500℃，反应时间为300min。
3.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，六水硝酸镍与v2alc粉末质量比为93:15，v2alc的尺寸为600目。
4.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述离心洗涤是用去离子水和无水乙醇分别在转速8000rpm、单次离心时间3min的条件下进行离心洗涤，先用去离子水离心4～6次，再用无水乙醇离心2～3次。
5.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述干燥温度为60℃，时间为24h。
6.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂量为5wt％。
7.根据权利要求1所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，机械球磨的球料比为60:1，球磨转速为350r/min，球磨时间为1h，球磨罐的容积为250ml。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8掺杂氢化铝复合供氢材料的制备方法，其特征在于，所述纳米金属氧化物催化剂ni3v2o8为类榴莲外壳状的锥状结构。
