1.一種制備金屬氫化物的方法,所述方法包含
(i)將烷基或芳基過渡金屬化合物或其組合在溶劑中、在氫不存在下加熱,形成沉淀物;
(ii)任選地分離所述沉淀物;
(iii)使所述沉淀物發(fā)生氫化;以及
(iv)任選地分離所述氫化沉淀物。
2.根據權利要求1所述的方法,其中所述烷基或芳基過渡金屬化合物具有式M1R、M1R2、M1R3或M1R4,或其組合,其中:
M1是選自鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅以及其組合的過渡金屬;以及
每個R基團獨立地選自烷基、硅烷化烷基、烯基、芳基烷基、雜芳基以及芳基。
3.根據權利要求2所述的方法,其中每個R基團不含β-氫取代基。
4.根據權利要求1到3中任一權利要求所述的方法,其中步驟(i)的產物含有大于約10重量%、大于約20重量%、大于約30重量%、大于約40重量%或大于約50重量%的殘余烴。
5.根據權利要求1到3中任一權利要求所述的方法,其中步驟(i)的產物含有小于約50重量%、小于約40重量%、小于約30重量%、小于約20重量%或小于約10重量%的殘余烴。
6.根據權利要求1到5中任一權利要求所述的方法,其中步驟(i)是在約50℃到約250℃、約50℃到約200℃、約75℃到約150℃、約80℃到約120℃、約90℃到約110℃或約95℃到約105℃的溫度下執(zhí)行約12小時與約72小時之間、約24小時與約36小時之間或約24小時的時間段。
7.根據權利要求1到6中任一權利要求所述的方法,其中步驟(i)是在選自戊烷、己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛烷、石油醚、甲苯以及其組合的溶劑中執(zhí)行。
8.根據權利要求1到7中任一權利要求所述的方法,其中步驟(ii)若執(zhí)行,則包含過濾步驟(i)的產物,隨后任選地將所得固體在約50℃與200℃之間、約100℃與150℃之間或約100℃的溫度下干燥約1小時與約10小時之間、約2小時與6小時之間或約4小時的時間段。
9.根據權利要求1到8中任一權利要求所述的方法,其中步驟(iii)中的所述氫化是任選地在約1巴與約200巴之間、約25巴與約150巴之間、約50巴與約125巴之間、約50巴與約100巴之間或約60巴到約80巴的氫氣壓力下,在約10℃到約200℃、約10℃到約100℃、約15℃到約50℃、約20℃到約40℃或約20℃到約30℃的溫度下執(zhí)行;另外任選地,步驟(iii)執(zhí)行約12小時與約72小時之間、約24小時與約60小時之間或約48小時的時間段。
10.根據權利要求1到9中任一權利要求所述的方法,其中步驟(iii)是在溶劑不存在下或在選自石油醚、戊烷、環(huán)己烷、己烷、庚烷、辛烷、甲苯以及其組合的溶劑中執(zhí)行。
11.根據權利要求1到10中任一權利要求所述的方法,進一步包含(v):任選地在約1巴與約250巴之間、約1巴與約200巴之間、約50巴與約170巴之間、約100巴與約150巴之間或約120巴與約150巴之間的氫氣壓力下,使步驟(iii)(或步驟(iv),若執(zhí)行)的產物經受一個或多個、約5個或更多、約10個或更多個、約20個或更多個、約30個或更多個、約40個或更多個,或約50個或更多個氫吸附-解吸附循環(huán)。
12.一種通過根據權利要求1到11中任一權利要求所述的方法制備的金屬氫化物。
13.根據權利要求12所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物具有式(I):
M1(M2)zHxRyLn (I)
其中
M1是選自鈦、釩、鉻、鐵、鈷、鎳、銅以及其混合物的第一金屬;
M2是一種或多種其它金屬,其具有總含量z;
R若存在,則是有機基團;
L是路易斯堿;
n是0到約1;
y是0到約0.5,以及
z是0到約1;
其中
當M1是Ti或V時,x是約4.6到約13;
當M1是Cr時,x是約4.6到約12;
當M1是Fe時,x是約4.6到約10;
當M1是Ni或Co時,x是約4.6到約8;
當M1是Cu時,x是約4.6到約6。
14.一種金屬氫化物,其具有式(I):
M1(M2)zHxRyLn (I)
其中
M1是選自鈦、釩、鉻、鐵、鈷、鎳、銅以及其混合物的第一金屬;
M2是一種或多種其它金屬,其具有總含量z;
R若存在,則是有機基團;
L是路易斯堿;
n是0到約1;
y是0到約0.5,以及
z是0到約1;
其中
當M1是Ti或V時,x是約4.6到約13;
當M1是Cr時,x是約4.6到約12;
當M1是Fe時,x是約4.6到約10;
當M1是Ni或Co時,x是約4.6到約8;
當M1是Cu時,x是約4.6到約6。
15.根據權利要求13或14所述的金屬氫化物,其中x是約8.6到約13、約8.6到約12、約8.6到約11或約8.6到約10。
16.根據權利要求13或14所述的金屬氫化物,其中
(a)當M1是Ti時,x是大于7、約7.5到約13、約8到約13、約9到約13、約10到約13、約11到約13、約12到約13、約7.5到約8.5、約8.5到約9.5、約9.5到約10.5、約10.5到約11.5、約11.5到約12.5,或約12.5到約13;
(b)當M1是V時,x是大于7、約7.5到約13、約8到約13、約9到約13、約10到約13、約11到約13、約12到約13、約7.5到約8.5、約8.5到約9.5、約9.5到約10.5、約10.5到約11.5、約11.5到約12.5,或約12.5到約13;
(c)當M1是Cr時,x是大于6、約6.5到約12、約7到約12、約8到約12、約9到約12、約10到約12或約11到約12、約6.5到約7.5、約7.5到約8.5、約8.5到約9.5、約9.5到約10.5、約10.5到約11.5,約11.5到約12;
(d)當M1是Fe時,x是大于6、約6.5到約10、約7到約10、約8到約10、約9到約10、約6.5到約7.5、約7.5到約8.5、約8.5到約9.5或約9.5到約10;
(e)當M1是Co時,x是大于6、約6.5到約8、約7到約8、約6.5到約7.5或約7.5到約8;或
(f)當M1是Ni時,x是大于6、約6.5到約8、約7到約8、約6.5到約7.5或約7.5到約8。
17.一種金屬氫化物,其具有式(II):
M1(M2)zHxRyLn(H2)a (II)
其中
M1是選自鈦、釩、鉻、鐵、鈷、鎳、銅以及其任選混合物的第一金屬;
M2是一種或多種其它金屬,其具有總含量z;
R若存在,則是有機基團;
L是路易斯堿;
n是0到約1;
x是約0.5到約4.5;
a大于1;
y是0到約0.5,以及
z是0到約1。
18.根據權利要求17中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中a是約3、約4或約5。
19.根據權利要求17和18中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中
(a)M1是Ti,x是約3且a是約3到約5;
(b)M1是V,x是約3且a是約3到約5;
(c)M1是Cr,x是約2且a是約3到約5;
(d)M1是Fe,x是約2且a是約3到約5;
(e)M1是Co,x是約2且a是約3;或
(f)M1是Ni,x是約2且a是約3。
20.根據權利要求12到19中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中y小于約0.4、小于約0.3、小于約0.2、小于約0.1或小于約0.05。
21.根據權利要求12到20中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中y是0到約0.4、0到約0.3、0到約0.25、0到約0.2、0到約0.1,或0到約0.05。
22.根據權利要求12到21中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中R若存在,則獨立地選自烷基、硅烷化烷基、烯基、芳基烷基、雜芳基和芳基。
23.根據權利要求12到22中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物不含或基本上不含除鈦、釩、鉻、鐵、鈷、鎳和銅以外的金屬離子,且任選地,所述金屬氫化物不含或基本上不含有機殘余物。
24.根據權利要求12到23中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物是固體、凝膠或團粒,且任選地,是實質上無定形的。
25.根據權利要求12到24中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物具有約5%與約80%之間的孔隙率。
26.根據權利要求12到25中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物具有約0.5nm與約50nm之間的孔徑。
27.根據權利要求12到26中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物是用于氫儲存;任選地,其中所述金屬氫化物是通過H2與金屬之間的相互作用來儲存氫;且任選地,其中H2與金屬之間的所述相互作用是庫巴斯相互作用(Kubas interaction)。
28.根據權利要求12到27中任一權利要求所述的金屬氫化物,其中所述金屬氫化物的氫化和/或脫氫在熱力學上是中性的。
29.一種組合物,其包含一種或多種根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物。
30.一種金屬氫化物儲存材料,其包含根據權利要求12到29中任一權利要求所述的一種或金屬氫化物。
31.一種用于提純根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物的方法,所述方法包含使所述金屬氫化物經受一個或多個氫吸附-解吸附循環(huán)。
32.根據權利要求31所述的方法,其中所述金屬氫化物經受約10個或更多個氫吸附-解吸附循環(huán)。
33.根據權利要求31和32中任一權利要求所述的方法,其中所述金屬氫化物經受約50個或更多個氫吸附-解吸附循環(huán)。
34.根據權利要求31到33中任一權利要求所述的方法,其中所述氫吸附-解吸附循環(huán)是在約50巴與約200巴之間的氫氣壓力下進行。
35.一種儲氫方法,所述方法包含:
(i)提供根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物;
(ii)向所述金屬氫化物中添加氫;以及
(iii)允許所述氫與所述金屬氫化物配位;
任選地,其中所述氫儲存于儲存系統(tǒng)中,因此所述方法包含
(i)在所述儲存系統(tǒng)中提供根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物;
(ii)向所述儲存系統(tǒng)中的所述金屬氫化物中添加氫;以及
(iii)允許所述氫與所述儲存系統(tǒng)中的所述金屬氫化物配位。
36.根據權利要求35所述的方法,進一步包含使所述氫從所述金屬氫化物中釋放。
37.根據權利要求36所述的方法,其中通過降低所述儲存系統(tǒng)中的所述氫的壓力、提高所述儲存系統(tǒng)的溫度或其組合來使所述氫從所述金屬氫化物中釋放。
38.根據權利要求35到37中任一權利要求所述的方法,其中氫吸附到所述金屬氫化物和/或氫從所述金屬氫化物中解吸附在熱力學上是中性的。
39.一種儲氫系統(tǒng),其包含儲存系統(tǒng)和位于所述儲存系統(tǒng)內的根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物。
40.一種蓄電池或燃料電池,其包含根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物。
41.一種用于選自氫氣、甲烷和壓縮天然氣的氣體的儲存系統(tǒng),所述系統(tǒng)包含儲存系統(tǒng)和位于所述儲存系統(tǒng)內的根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物。
42.一種使用燃料電池產生電或使用氧化劑產生熱量的儲存系統(tǒng),所述系統(tǒng)包含儲存系統(tǒng)和位于所述儲存系統(tǒng)內的根據權利要求12到28中任一權利要求所述的金屬氫化物。