本發(fā)明屬于材料化學(xué)以及電化學(xué)研究領(lǐng)域，特別涉及一種利用雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺對(duì)ab3型儲(chǔ)氫合金la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20進(jìn)行表面改性的方法。

背景技術(shù)：

鎳氫(ni-mh)電池被認(rèn)為是具有高功率輸出、高倍率性能、壽命長(zhǎng)、可靠性好、無(wú)毒、無(wú)記憶效應(yīng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)的理想清潔能源。在鎳氫電池的研究過(guò)程中，新型負(fù)極材料一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)儲(chǔ)氫合金，la-mg-ni基ab3型的儲(chǔ)氫合金作為鎳氫電池的負(fù)電極時(shí)，因?yàn)榫哂型昝赖幕罨阅芎蛢?yōu)異的放電容量從而更具競(jìng)爭(zhēng)力。但la-mg-ni基ab3型的儲(chǔ)氫合金中的元素mg易在強(qiáng)堿電解質(zhì)中發(fā)生腐蝕，生成mgo及mg(oh)2，直接導(dǎo)致消耗了電極的活性物質(zhì)，并加速合金的粉化氧化。堿處理是改善儲(chǔ)氫合金電極電化學(xué)性能的有效方法。堿處理一般指將合金粉放置于堿性溶液中，改變合金表面成分，形成富鎳層，從而使合金可以快速活化以及提高合金電極的放電容量。本發(fā)明添加雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺對(duì)la-mg-ni基ab3型合金進(jìn)行表面改性使其在鎳氫電池中具有更好的耐腐蝕性和更優(yōu)良電化學(xué)性能，是一種新型有效的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺表面改性la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20儲(chǔ)氫合金的方法。

本發(fā)明的思路：利用雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺作為改性劑，與ab3型合金la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20通過(guò)添加的方法來(lái)制備改性合金，以提高電極的耐腐蝕性及電化學(xué)性能。

具體步驟為：

(1)通過(guò)真空感應(yīng)熔煉法制備ab3型la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60分鐘，篩分出300目的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金粉末。

(2)取2.5mmol對(duì)苯二胺，溶于15ml無(wú)水乙醇后，加入到三口燒瓶中，置于50℃水浴鍋中。取5mmol5-溴水楊醛，溶于30ml無(wú)水乙醇，然后緩慢滴加到三口燒瓶中，幾分鐘后即出現(xiàn)淡黃色絮狀物，反應(yīng)3.5h。用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物，最后將產(chǎn)物低溫干燥至恒重，制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺。

(3)將步驟(1)制得的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末95％～99％與步驟(2)制得的雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺1％～5％，二者之和為100％的質(zhì)量比例進(jìn)行均勻混合，制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺表面改性的ab3型儲(chǔ)氫合金電極。

本發(fā)明方法工藝條件簡(jiǎn)單，低能耗，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，利于工業(yè)化生產(chǎn)，因希夫堿有一定的抗腐蝕能力，利用雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺對(duì)ab3型la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金進(jìn)行表面改性，最大放電容量及放電穩(wěn)定性均有所提高的儲(chǔ)氫合金電極。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

(1)通過(guò)真空感應(yīng)熔煉法制備ab3型la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60分鐘，篩分出300目的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末。

(2)取2.5mmol對(duì)苯二胺，溶于15ml無(wú)水乙醇后，加入到三口燒瓶中，置于50℃水浴鍋中。取5mmol5-溴水楊醛，溶于30ml無(wú)水乙醇，然后緩慢滴加到三口燒瓶中，幾分鐘后即出現(xiàn)淡黃色絮狀物，反應(yīng)3.5h。用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物，最后將產(chǎn)物低溫干燥至恒重，制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺。

(3)將步驟(1)制得的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末與步驟(2)制得的雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺以99％：1％的質(zhì)量比例進(jìn)行均勻混合，即制得雙希夫改性的ab3型儲(chǔ)氫合金。

實(shí)施例2：

(1)通過(guò)真空感應(yīng)熔煉法制備ab3型la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60分鐘，篩分出300目的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末。

(2)取2.5mmol對(duì)苯二胺，溶于15ml無(wú)水乙醇后，加入到三口燒瓶中，置于50℃水浴鍋中。取5mmol5-溴水楊醛，溶于30ml無(wú)水乙醇，然后緩慢滴加到三口燒瓶中，幾分鐘后即出現(xiàn)淡黃色絮狀物，反應(yīng)3.5h。用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物，最后將產(chǎn)物低溫干燥至恒重，制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺。

(3)將步驟(1)制得的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末與步驟(2)制得的雙希夫堿以97％：3％的質(zhì)量比例進(jìn)行均勻混合，即制得雙希夫堿改性的ab3型儲(chǔ)氫合金。

實(shí)施例3：

(1)通過(guò)真空感應(yīng)熔煉法制備ab3型la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20母體合金，合金錠機(jī)械粉碎后，以轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘球磨60分鐘，篩分出300目的la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20合金顆粒粉末。

(2)取2.5mmol對(duì)苯二胺，溶于15ml無(wú)水乙醇后，加入到三口燒瓶中，置于50℃水浴鍋中。取5mmol5-溴水楊醛，溶于30ml無(wú)水乙醇，然后緩慢滴加到三口燒瓶中，幾分鐘后即出現(xiàn)淡黃色絮狀物，反應(yīng)3.5h。用無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物，最后將產(chǎn)物低溫干燥至恒重，制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺。

(3)將步驟(1)制得的合金顆粒粉末與步驟(2)制得的雙希夫堿以95％：5％的質(zhì)量比例進(jìn)行均勻混合，即制得雙希夫堿5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺表面改性的ab3型儲(chǔ)氫合金。

采用x射線衍射儀、land5.3b電池測(cè)試系統(tǒng)以及chi660e電化學(xué)工作站分別以上實(shí)施例制得的合金進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下：

1)添加雙希夫堿前后，合金均由lani5、la2ni7兩種相結(jié)構(gòu)組成，峰位置也基本相同，說(shuō)明5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺雙希夫堿不能夠改變合金的相結(jié)構(gòu)，僅附著在合金的表面。

2)添加雙希夫堿后，電極的最大放電容量從346mah/g提高到370mah/g(1％雙希夫堿)，放電容量保持率從70％提高到80％(5％雙希夫堿)。

3)添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的雙希夫堿后，交換電流密度分別從122ma/g提高到154ma/g、165ma/g和189ma/g。電極的極限電流密度值均有所增加，其中添加5％雙希夫堿電極從原始的892ma/g增加到了1412ma/g。三個(gè)合金電極的腐蝕電位也均增加了，表明合金電極的抗腐蝕能力也增加了。

4)添加了雙希夫堿后，電極表面的電化學(xué)阻抗明顯減小，其中添加1％希夫堿的電極表面阻抗最小。

本發(fā)明在儲(chǔ)氫合金la0.94mg0.06ni3.49co0.73mn0.12al0.20中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、3％、5％的5-溴水楊醛縮對(duì)苯二胺雙希夫堿，考察含不同比例雙希夫堿電極的電學(xué)性能。處理前后合金的相結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化。因希夫堿有一定的抗腐蝕能力，添加希夫堿的電極最大放電容量從346mah/g分別提高到370mah/g、361mah/g、365mah/g，50個(gè)循環(huán)后的放電容量保持率從原始的70％分別提高到78％、78％、80％。同時(shí)，電極的動(dòng)力學(xué)性能也有所改善。