一种清洁能源及其制备方法

技术领域

本发明属于清洁能源技术领域，具体涉及一种清洁能源及其制备方法。

背景技术

乙醇是由C、H、O元素构成的小分子，乙醇可以用来制造醋酸、饮料、香精、染料和燃料等，医疗上也常用体积分数为70～75％的乙醇作消毒剂，乙醇在工业、医疗卫生、有机合成、食品工业和工农业生产中都有广泛的用途。

乙醇作为一种环境友好型清洁能源被广泛关注，但乙醇在常温常压下是一种无色透明液体，易燃、易挥发，如何更好的保存乙醇一直是人们探索的问题。但是，经过实验发现，乙醇很难与其他化合物发生反应而成为不易挥发的清洁能源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种清洁能源及其制备方法。本发明将乙醇在纳米Ni和高压作用下，形成高C链易存储的能源物质，与乙醇相比，挥发性明显降低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种清洁能源的制备方法，包括以下步骤：

将乙醇在纳米镍粉催化下进行聚合反应，得到聚合产物；所述聚合反应的压力在15GPa以上；

将所述聚合产物在常温常压下去除纳米镍粉，得到所述清洁能源。

优选的，所述纳米镍粉的粒径为10～100nm。

优选的，所述聚合反应的压力为15.57～31.5GPa。

优选的，所述聚合反应的时间在2h以上。

优选的，所述乙醇和纳米镍粉的体积比为0.8～1.2:0.8～1.2。

优选的，所述聚合反应在金刚石压砧中进行。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的清洁能源，所述清洁能源包括C

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种清洁能源的制备方法，将乙醇和纳米镍粉在高压下(压力在15GPa以上)进行聚合反应，得到的产物为高C链易存储的能源物质，在常温常压下为不易挥发的液体，与乙醇相比，挥发性明显降低，易于保存，实施例聚合得到的产物在130h才挥发完全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为金刚石对顶砧的结构图；

图2为实施例1加压过程中产物的拉曼图；

图3为实施例1泄压过程中产物的拉曼图；

图4为实施例1泄压之后(常压下)产物的拉曼图；

图5～7为实施例1中产物在常压下的的质谱图；

图8为合成产物在常温常压下不同时间的照片。

具体实施方式

本发明提供了一种清洁能源的制备方法，包括以下步骤：

将乙醇在纳米镍粉催化下进行聚合反应，得到聚合产物；所述聚合反应的压力在15GPa以上；

将所述聚合产物在常温常压下去除纳米镍粉，得到所述清洁能源。

在本发明中，若无特殊说明，使用的材料和设备均为本领域市售商品。

本发明将乙醇在纳米镍粉催化下进行聚合反应，得到聚合产物；所述聚合反应的压力在15GPa以上。

在本发明中，所述纳米镍粉的粒径优选为10～100nm，所述纳米镍粉能够催化乙醇发生聚合反应。

在本发明中，所述乙醇和纳米镍粉的体积比优选为0.8～1.2:0.8～1.2，更优选为1:1。

在本发明中，所述聚合反应优选在金刚石压砧中进行，所述金刚石压砧由一对金刚石对顶砧和密封垫组成，所述聚合反应的压力由金刚石对顶砧产生，所述金刚石对顶砧由两颗相同大小的金刚石构成，所述金刚石的台面直径优选为50～500μm，更优选为300μm；所述密封垫的规格优选为长×宽×厚为1mm×1mm×250μm，材质优选为T301不锈钢，所述密封垫优选依次进行预压和打孔后再使用，所述预压的压力优选为20GPa，所述打孔优选为在密封垫中心进行打孔，所述打孔后孔的直径优选为150μm。

在本发明中，所述金刚石压砧的结构图如图1所示，上下两颗金刚石(Diamondanvil)，中间绿色的是预压过的金属密封垫(Gasket)，样品(Sample)在封垫中心的孔中。随着两颗金刚石距离的减小，中间样品的压力增大。在本发明的具体实施例中，将乙醇和纳米镍粉进行聚合反应优选包括以下步骤：将纳米镍粉装入金刚石对顶砧密封垫中心的孔中，再加入乙醇，并放入红宝石球，合上两颗金刚石，增加压力，保持压力进行聚合反应。所述纳米镍粉优选为孔体积的一半，所述红宝石球的直径优选为5μm，所述红宝石球用来激光测量压力。

在本发明中，所述聚合反应的压力优选为15.57～31.5GPa，更优选为27.26GPa。乙醇经聚合反应聚合后的产物为C

在本发明中，所述聚合反应的时间优选在2h以上，更优选为2～2.5h，所述聚合反应过程中保持聚合反应的压力。

得到聚合产物后，本发明将所述聚合产物在常温常压下去除纳米镍粉，得到所述清洁能源。

本发明对所述去除纳米镍粉的方式没有特殊的要求，采用本领域技术人员常用的方法即可，如过滤。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的清洁能源，所述清洁能源包括C

在本发明中，所述清洁能源在常温常压下为透明的液体。

本发明将乙醇在高压和纳米镍粉作用下聚合，在泄压后，聚合产物在常温常压下是不易挥发的液体，加压与泄压过程得到的产物是不可逆的，乙醇聚合后得到的产物的挥发性明显降低，实施例聚合得到的产物在130h才挥发完全。本发明制得的清洁能源比乙醇更容易存储，更安全。

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的清洁能源及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

利用金刚石对顶砧技术产生的压力，诱导Ni纳米粉末催化乙醇在高压下反应，生成清洁能源C

制备清洁能源的步骤如下：

1)预压密封垫：将长×宽×厚为1mm×1mm×250μm的T301不锈钢片作为密封垫，首先利用两颗台面直径为300μm的金刚石对不锈钢片进行预压(压力为20GPa)，预压后在密封垫中心打孔，孔的直径d为150μm。

2)封装样品：将粒径为100nm的Ni纳米粉末装进步骤1)中的孔中，占孔体积的一半，将乙醇用滴管灌入孔中，并在中心放入直径为5μm的红宝石球用来激光测量压力，将两颗金刚石合上。

3)清洁能源的合成：将封装好的样品通过拧对角螺丝的方法增加压力，分别将压力增加到3.37、4.09、5.56、6.61、8.42、10.19、11.65、13.56、14.92和18.84GPa，保持压力静置2h(保压时间)。

加压过程中产物的拉曼图如图2所示，在压力为5.56GPa时，新产物已经产生，且新产物随着压力的增大而增多；将金刚石对顶砧进行泄压，泄压过程中产物的拉曼图如图3所示，图2和3中的数字均表示压力，单位为GPa。图4为加压到18.84GPa保持压力2h再泄压之后(常压下)产物的拉曼图，箭头是新产物形成的拉曼峰位，证明了有新产物的生成，可以看出，泄压之后新产物可以在常压下保存。

本发明分别检测了在压力为15.57GPa、27.26GPa和31.5GPa时，保压2h的产物，在压力分别为15.57GPa、27.26GPa和31.5GPa时均能合成清洁能源，图5～7是加压到15.57GPa合成的产物在常压下的质谱图，可以看出，乙醇在纳米Ni和高压作用下，形成的新产物是高C链易存储的能源物质，产物的分子式为C

图8为加压到15.57GPa合成的产物在常温常压下不同时间的照片，透明液体部分为合成产物，黑色部分为纳米Ni，可以看出，聚合产物在130h才挥发完全。而相同量的乙醇和镍粉混合后在瞬间即可挥发。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本发明实施例在不经创造性劳动前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。