CN116902914A - 一种产氢材料的制备方法及得到的产氢材料和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种产氢材料的制备方法，属于化工材料技术领域，包括以下步骤：将硼化镁或硅化镁研磨至粒径为100um以下，得到所述产氢材料。本发明通过纳米化工艺提升硼化镁和硅化镁活性，使相对惰性的硼化镁和硅化镁活性提升，能够响应水蒸气产生氢气，反应释放周期长。
Description
技术领域
本发明属于化工材料技术领域，更具体的说是涉及一种产氢材料的制备方法及得到的产氢材料和应用。
背景技术
氢气作为一种优质的能源载体，不仅可以用于医学治疗，保健与美容领域，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。
氢在农业上的应用：研究发现，氢气可以促进冬黑麦种子的萌发速率，氢水处理可以促进苜蓿等植物种子的萌发。花期调控：玫瑰等植物在氢水处理后改变花期的现象。提高抗逆性：氢水可提高水稻、拟南芥以及苜蓿等植物的抗盐碱、干旱等逆境的能力。提高病虫害抗性：氢气可以调节许多植物激素受体蛋白基因的表达，其中就包含与抗病虫害相关的植物激素水杨酸和茉莉酸。使用氢水浇灌、喷灌的农作物将可能提高农作物的病虫害抗性。
氢在美容养生领域的应用：氢气在美容领域的发展是最为迅速的，2016年，氢水面膜、氢气蒸汽舱、泡澡机等开始逐渐在市场出现和推广，结合氢气吸入和氢水饮用，形成综合性全方位的氢气干预系统。
氢在医学上的应用：H2具有极高的生物安全性。1975年，高压H2被发现可被用来改善皮肤癌。随后一系列应用基础研究表明：H2对包括癌症、糖尿病、卒中、动脉粥样硬化、帕金森、阿尔茨海默病(AD)、关节炎等疾病均有明显的治疗效果。H2的治疗效果与浓度密切相关，目前H2用于疾病治疗主要通过呼吸H2和饮用富氢水，然而这2种方式均不能向病灶组织靶向递送H2。为提高疾病部位的H2浓度实现更好的治疗效果，可以通过载体向病灶组织靶向递送高浓度的H2能够更加有效地治疗疾病。
但目前的产氢材料相对较少，安全高效的产氢材料对于进一步的应用及研究探索具有重要价值。有报道通过剥离的方式构建了硼化镁的二维材料后能改变材料的活性，实现了硼化镁的酸响应释放氢气，但这种方案构建相对繁琐，成本较高。
因此，提供一种低成本的的产氢硼化镁和硅化镁材料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种产氢材料的制备方法及得到的产氢材料和应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种产氢材料的制备方法，包括以下步骤：将硼化镁或硅化镁研磨至粒径为100um以下，得到上述产氢材料。
本发明还提供上述制备方法制得的产氢材料。
本发明还提供上述方法或产氢材料在产氢中的应用。
进一步，上述产氢材料产氢的方法包括以下步骤：将硼化镁或硅化镁与水或PBS缓冲液或水蒸气混合，即可产氢。
进一步，上述水或PBS缓冲液或水蒸气的pH≤7.4。
进一步，上述硼化镁或硅化镁与水或PBS缓冲液或水蒸气反应的摩尔比为1:6。
本发明的技术效果：通过纳米化工艺提升硼化镁和硅化镁活性，使相对惰性的硼化镁和硅化镁活性提升，能够响应水蒸气产生氢气，反应释放周期长。
附图说明
图1实施例1硼化镁产氢材料SEM形貌图；
图2实施例2硅化镁产氢材料SEM形貌图；
图3硅化镁pH＝7.4的PBS溶液产气的气相色谱法分析；
图4氢电极分析硼化镁与水反应的产氢曲线；
图5氢气电极检测硅化镁与pH＝7.4的PBS溶液反应的产氢曲线；
图6氢电极检测硅化镁与pH＝6.0的PBS溶液反应的产氢曲线；
图7氢电极检测硅化镁与水蒸气反应的产氢曲线。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
产氢材料的制备方法，包括以下步骤：将硼化镁研磨至粒径为500nm～1um，得到产氢材料。硼化镁研磨后形貌如图1所示。
产氢材料产氢的方法包括以下步骤：
将硼化镁与水混合，硼化镁与水反应的摩尔比为1:6，水的pH为7.4，即可产氢。
Mg3B2+6H2O＝3Mg(OH)2↓+B2H6↑
B2H6+6H2O＝2B(OH)3↓+6H2↑
图4，通过氢电极分析硼化镁材料的产氢曲线表明该材料具有较好的遇水产气性能。
实施例2
产氢材料的制备方法，包括以下步骤：将硅化镁研磨至粒径为500nm～5um，得到产氢材料。硅化镁研磨后形貌如图2所示。
产氢材料产氢的方法包括以下步骤：
将硅化镁与水蒸气混合，硅化镁与水蒸气反应的摩尔比为1:6，水蒸气的pH为7.4，即可产氢。
Mg2Si+4H2O→2MgSiO3+4H4
图7氢电极检测硅化镁与水蒸气反应的产氢曲线。
实施例3
产氢材料的制备方法，包括以下步骤：将硅化镁研磨至粒径为500nm～5um，得到产氢材料。
产氢材料产氢的方法包括以下步骤：
将硅化镁与PBS缓冲液混合，硅化镁与PBS缓冲液的摩尔比为1:6，PBS缓冲液的pH为7.4及6.0时，均可产氢。
硅化镁案例：经氢电极(如图5和图6所示)及气相色谱分析(如图3所示)，研磨后的2mg/ml硅化镁加入50ml离心管中(包含20ml水溶液及30ml氮气)，研究表明研磨后材料与水接触能够持续释放氢气，通过氢电极检测水溶液中气体浓度，能够将20ml水溶液变为饱和氢水，水溶液饱和后溢出的氢气利用气相色谱仪检测表明30ml空气中的氢气浓度30000ppm(饱和氢水浓度高3个数量级)。
图5，图6，图7氢电极检测氢气的实时产生曲线，表明硅化镁能够与中性及酸性的PBS及纯水反应产生氢气，且持续时间超过24小时。
对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种产氢材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硼化镁或硅化镁研磨至粒径为100um以下，得到所述产氢材料。
2.权利要求1所述制备方法制得的产氢材料。
3.权利要求1所述方法或权利要求2所述产氢材料在产氢中的应用。
4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述产氢材料产氢的方法包括以下步骤：将硼化镁或硅化镁与水或PBS缓冲液或水蒸气混合，即可产氢。
5.根据权利要求4所述产氢材料在产氢中的应用，其特征在于，所述水或PBS缓冲液或水蒸气的pH≤7.4。
6.根据权利要求4所述产氢材料在产氢中的应用，其特征在于，所述硼化镁或硅化镁与水或PBS缓冲液或水蒸气反应的摩尔比为1:6。
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