專利名稱：一種制備純LiNH₂BH₃,NaNH₂BH₃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備純LiNH2BH3， NaNH2BH3的方法。
背景技術(shù)：
能源問題是我國和當(dāng)今世界共同面臨的一大問題。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市 化建設(shè)的深入，能源問題對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高方面的制約日益明顯。目前能源 的主體是不可再生資源的化石燃料，但將其作為能量源存在多方不足首先，這種利用形 式產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益很低；其次，化石燃料在產(chǎn)能過程伴隨多種形式的污染；再者，隨著其儲量 的不斷枯竭，其作為能量形式消耗為其它方面的應(yīng)用帶來了許多壓力。氫能具備能量密度 高，清潔無污染，可再生，便于能量形式轉(zhuǎn)化等優(yōu)點(diǎn)，是能源最理想的載體，成為了開發(fā)方面 的一個研究熱點(diǎn)。在氫能體系中，儲氫研究的重點(diǎn)是開發(fā)能夠滿足燃料電池應(yīng)用需要的新 型高容量儲氫材料，其技術(shù)指標(biāo)是儲氫重量比6%以上。隨著氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多儲氫材 料不斷被開發(fā)，如合金，輕金屬氫化物，碳納米管等。硼烷氨因其穩(wěn)定的儲氫能力引起人們 的關(guān)注。但其分解釋放氫氣的同時(shí)會伴隨大量其它氣體，影響其實(shí)用性能，Zhitao Xiong 等研究發(fā)現(xiàn)用LiH或NaH與BH3NH3球磨后，其放氫性能得到了明顯的改善[1. Xiangdong Kang， Zhanzhao Fang， Lingyan Kong， Huiming Cheng， etc. AmmoniaBorane Destabilized by Lithium Hydride :An Advanced On—Board Hydrogen Storage material. Advance. Material. 2008，20，2756-2759. 2. Zhitao Xiong， Chaw Keong Yong， Guotao Wu， etc. High—capacity hydrogen storage in lithium and sodium amidoboranes. Nature materials, 2008， 17， 138-141.]。該產(chǎn)物為LiNH2BH2其起始放氫溫度為100°C ，至200°C時(shí) 可放出8. 0w. t^的氫氣。但該法起始原料8!13朋3價(jià)格較高，且球磨過程中物料接觸不均勻， 且反應(yīng)溫度不易控制，致使產(chǎn)物純度較低，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種工藝簡單成本較低的制備純LiNH2BH3， NaNH2BH3化合物的 方法，本方法制得的純LiNH2BH3， NaNH2BH3能滿足生產(chǎn)科研的需求。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 在惰性氣氛中首先反應(yīng)制備出BH3NH3的溶液，用該溶液進(jìn)一步與LiH， NaH反應(yīng)合 成出LiNH2BH3， Na叫BH3，用溶劑洗除產(chǎn)物表面附著雜質(zhì)后，用真空脫揮法除去溶劑得到純 LiNH萬，NaNH萬。 本發(fā)明方法首先采用固液反應(yīng)制備出BH3NH3溶液，將該溶液與LiH， NaH繼續(xù)反應(yīng) 得到目標(biāo)產(chǎn)物，經(jīng)溶劑洗滌除雜，真空脫揮法除去溶劑制備得到純LiM^BH3， NaM^BH3;所述 LiNH2BH3， NaNH2BH3的制備及洗滌在無水無氧的惰性氣體中進(jìn)行，洗滌所用溶劑為低沸點(diǎn)溶 劑，如四氫呋喃，甲基四氫呋喃或醚類物質(zhì)如異丙醚，乙醚，甲硫醚等。 上述BH3NH3溶液由硼氫化合物，如NaBH4， LiBH4與銨化物反應(yīng)，進(jìn)一步用離心，沉 降或過濾等方法，實(shí)現(xiàn)固液分離后得到；所述的硼氫化物的濃度為飽和濃度或較低濃度，溫度在(TC -80°C，反應(yīng)時(shí)間不少于1小時(shí)；所用銨化物主要為陰離子不含顯著氧化性的銨鹽，
如NH4F， NH4C1， (NH4)2S04等；所涉及化學(xué)反應(yīng)為NH4++BH4— = BH3NH3+H2。 上述制備LiNH2BH3， NaNH2BH3的原料為LiH， NaH及制備得到的BH3NH3溶液；所涉及
化學(xué)反應(yīng)分別為LiH+BH3NH3 = LiNH2BH3+H2 ;NaH+BH3NH3 = NaNH2BH3+H2 ;反應(yīng)需保證8113朋3
過量，以保證氫化物反應(yīng)完全；反應(yīng)時(shí)溫度應(yīng)介于0°C -80°C，反應(yīng)時(shí)間不少于10分鐘。制
備結(jié)束后，將產(chǎn)物固液分離后用溶劑將固體部分洗滌數(shù)次以除去可能含有的硼氫化合物及
BH3NH3 ;液體部分可重新用于BH3NH3的制備。將洗滌后的LiNH2BH3，NaNH2BH3裝入密封系統(tǒng)，
然后接真空除去溶劑。在于脫揮除溶劑時(shí)間不少于1小時(shí)，溫度不高于80°C。 上述反應(yīng)所采用溶劑為四氫呋喃，甲基四氫呋喃或醚類物質(zhì)如異丙醚，乙醚，甲硫
醚，二甲基硫醚，甲基叔丁基醚，乙二醇二甲醚等，溶劑使用前應(yīng)保證不含水、氧及易與原料
反應(yīng)的雜質(zhì)。 本發(fā)明方法的突出特征體現(xiàn)在 1)8113朋3溶液是在干燥無水的惰性氣氛中用硼氫化物的溶液與銨類物質(zhì)反應(yīng)制 得。 2)制備BH3NH3溶液的反應(yīng)可以將氨鹽加入到硼氫化物的溶液中，也可將硼氫化物 溶液滴加到氨鹽上，或者將氨鹽與硼氫化物混合后再加入溶劑促進(jìn)反應(yīng)。
3)上述反應(yīng)所用銨類物質(zhì)主要為無氧化性的銨鹽。
4)上述反應(yīng)溫度在0°C _80°C，反應(yīng)時(shí)間不少于1小時(shí)。 5)用制備得到的BH3NH3溶液繼續(xù)與LiH，NaH反應(yīng)制備LiNH2BH3，NaNH2BH3，反應(yīng)保 持BH3NH3過量可得到較純的產(chǎn)物。 6)洗滌產(chǎn)物所用溶劑包括四氫呋喃，乙醚，等可溶硼氫化物及BH3NH3的低沸點(diǎn)溶 劑。 7)制備LiNH2BH3， NaNH2BH3反應(yīng)結(jié)束后，用溶劑將固體部分洗滌數(shù)次后，用真空干 燥將溶劑去除。 8)真空脫揮時(shí)間應(yīng)大于1小時(shí)，溫度不高于80°C。 本發(fā)明方法具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，對設(shè)備要求不高，易于實(shí)現(xiàn)，所制備的產(chǎn) 品純度較高的顯著優(yōu)點(diǎn)。


圖1是純LiNH2BH3的XRD譜圖。
圖2是純LiNH2BH3的熱重譜圖。
圖3是純NaNH2BH3的XRD譜圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備LiNH2BH3 室溫25t:下，將0.9g LiBH4在氬氣中溶于100ml四氫呋喃中，溶解完全。將2. Og 的NH4F加入該溶液BH3NH3進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)10小時(shí)后，將反應(yīng)物離心分離，取上層清液加入 到O. 3g LiH中，反應(yīng)30min后，將溶液離心分離，用50mL的四氫呋喃將固體洗滌三次后，將 所得固體產(chǎn)物在5(TC真空干燥3小時(shí)得到最終產(chǎn)物。圖1為所得產(chǎn)物的XRD譜圖；圖2為產(chǎn)物的熱失重圖。 實(shí)施例2制備NaNH2BH3 室溫25t:下，將1. 0g NaBH4在氬氣中溶于50ml四氫呋喃中，溶解完全。將1. 2g 的NH4F加入該溶液BH3NH3進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)10小時(shí)后，將反應(yīng)物離心分離，取上層清液加入 到0. 5g NaH中，反應(yīng)30min后，將溶液離心分離，用50mL的四氫呋喃將固體洗滌三次后，將 所得固體產(chǎn)物在5(TC真空干燥3小時(shí)得到最終產(chǎn)物。圖3為所得產(chǎn)物的XRD譜圖。
權(quán)利要求
一種制備純LiNH2BH3，NaNH2BH3的方法，其特征在于，首先用固液反應(yīng)制備出BH3NH3溶液，將該溶液與LiH，NaH繼續(xù)反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，經(jīng)溶劑洗滌除雜，真空脫揮法除去溶劑，制得純LiNH2BH3，NaNH2BH3；所涉及化學(xué)反應(yīng)分別為LiH+BH3NH3＝LiNH2BH3+H2；NaH+BH3NH3＝NaNH2BH3+H2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述BH3NH3溶液由硼氫化合物與銨化物 反應(yīng)，進(jìn)一步用離心，沉降或過濾方法，實(shí)現(xiàn)固液分離后制得；所述化學(xué)反應(yīng)為NH4++BH4—= BH3NH3+H2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硼氫化合物選自NaBH4或LiBH4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)用溶劑為四氫呋喃，甲基四氫呋 喃或醚類物質(zhì)，所述溶劑使用前不含水、氧及易與原料反應(yīng)的雜質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述醚類物質(zhì)選自異丙醚，乙醚，甲硫醚， 二甲基硫醚，甲基叔丁基醚或乙二醇二甲醚。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述銨化物為陰離子不含顯著氧化性的銨^! . o
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述銨化物選自NH4F， NH4C1或(NH4)2S04。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述的硼氫化合物的濃度為飽和濃度或較低 濃度，反應(yīng)溫度為0°C -S(TC，反應(yīng)時(shí)間不少于1小時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于LiNH2BH3， NaNH2BH3制備及洗滌是在無水無 氧的惰性氣體中進(jìn)行，洗滌所用溶劑為低沸點(diǎn)溶劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述低沸點(diǎn)溶劑選自四氫呋喃，甲基四氫呋喃或異丙醚，乙醚或甲硫醚。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)需BH3NH3過量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于制備LiNH2BH3， NaNH2BH3時(shí)溫度介于 0°C -S(TC，反應(yīng)時(shí)間不少于10分鐘。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述脫揮除溶劑時(shí)間不少于1小時(shí)，溫度不 高于8(TC。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備純LiNH2BH3，NaNH2BH3化合物的方法。該方法在無水無氧的惰性氣氛中首先合成出BH3NH3溶液，將該溶液與LiH，NaH繼續(xù)反應(yīng)得到固體LiNH2BH3，NaNH2BH3，產(chǎn)物經(jīng)溶劑洗滌后，用真空脫揮除去溶劑得到純LiNH2BH3，NaNH2BH3。本方法具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，對設(shè)備要求不高，易于實(shí)現(xiàn)，所制備的產(chǎn)品純度較高的顯著優(yōu)點(diǎn)。制得的純LiNH2BH3，NaNH2BH3能滿足生產(chǎn)科研的需求。
文檔編號C01B6/00GK101746726SQ200810204190
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者余學(xué)斌, 夏廣林, 郭艷輝, 高梁 申請人:復(fù)旦大學(xué)