一種鋰氨基硼烷的加氫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氫氣儲(chǔ)存技術(shù)及新材料合成領(lǐng)域，具體涉及一種鋰氨基硼烷的加氫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于氫氣存在易燃、易爆、易擴(kuò)散，以及常溫常壓條件下的體積能量密度低等問題，儲(chǔ)氫技術(shù)已成為制約氫能發(fā)展的瓶頸。因此，發(fā)展高能量密度、高效率和安全的氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。儲(chǔ)氫方法有高壓氣態(tài)儲(chǔ)存、低溫液態(tài)儲(chǔ)存和固態(tài)儲(chǔ)存等三種。其中，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫在技術(shù)上相對(duì)成熟，工業(yè)界制定了耐受70MPa壓力、質(zhì)量儲(chǔ)氫密度為6%的預(yù)期目標(biāo)，但高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫存在安全問題，且壓縮過程的能耗較大。低溫液態(tài)儲(chǔ)氫的體積能量密度高，但液化過程所需的能耗約是儲(chǔ)存氫氣熱值的50%，且自揮發(fā)問題難以避免；另外，這種方法的絕熱系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、成本高。固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫是通過化學(xué)反應(yīng)或物理吸附將氫氣儲(chǔ)存于固態(tài)材料中，其能量密度高且安全性好，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的一種氫氣儲(chǔ)存方式。
[0003]輕質(zhì)金屬的硼氫化合物由于儲(chǔ)氫容量大(硼氫化鈣為11.4wt%，硼氫化鋰為18.4wt%等)，近些年來成為儲(chǔ)氫材料的研究熱點(diǎn)。但是高的放氫溫度以緩慢的放氫動(dòng)力學(xué)，嚴(yán)重制約了其大規(guī)模應(yīng)用。最近，硼氮系化合物儲(chǔ)氫材料，以具有較高的理論氫容量和較低的放氫溫度而贏得了廣泛的關(guān)注，比如，金屬氨基硼烷，氨絡(luò)合金屬硼氫化物等。其中，鋰氨基硼烷具有較高的氫容量(13.7wt%)、100°C下實(shí)現(xiàn)一 10被％的放氫量以及快速的放氫動(dòng)力學(xué)性能，被認(rèn)為是一種潛在的燃料電池氫源材料。然而，由于其加氫反應(yīng)熱力學(xué)能皇較大，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中無法直接加注氫氣。因此，開發(fā)鋰氨基硼烷放氫產(chǎn)物的高效加氫方法，對(duì)于實(shí)現(xiàn)該類高容量儲(chǔ)氫材料作為燃料電池氫源技術(shù)的應(yīng)用具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種鋰氨基硼烷的高效加氫方法，加氫率達(dá)到96—99%ο
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鋰氨基硼烷的加氫方法，包括如下步驟:將鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與醇液在20—50°C下反應(yīng)3—6小時(shí)，得到溶液A，將溶液A中溶劑在真空抽干，得到固體粉末B，用蒸餾裝置將固體粉末B在320— 360°C下加熱，在收集端得到液體C，將液體C與氯化銨的四氫呋喃溶液在O—5°C下混合，在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在20— 30°C下攪拌I一3小時(shí)，將得到的溶液在20—40°C下進(jìn)行減壓蒸餾，得到固體粉末D，將固體粉末D在O—5°C的醚液中攪拌I一2小時(shí)，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空，得到固體粉末E，將固體粉末E與氫化鋰在30—50°C的四氫呋喃中攪拌I一2小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。
[0006]所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其醇液為甲醇、乙二醇或丁醇。
[0007]所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，每10mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物對(duì)應(yīng)的醇液加入量為8一10mL。
[0008]所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其醚液為乙醚、丙醚或丁醚。
[0009]所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，每10mg固體粉末D對(duì)應(yīng)醚液的加入量為14— 19inLo
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:可對(duì)鋰氨基硼烷放氫產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)高效加氫，加氫率高達(dá)96— 99%，而且加氫方法工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，成本適中。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物的照片；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)與甲醇反應(yīng)后的照片；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物加氫后的X射線衍射圖譜；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物加氫后的熱分解氫質(zhì)譜和放氫曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]實(shí)施例1
將10mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與1ml甲醇在40°C下反應(yīng)4小時(shí)。
[0014]將上述步驟得到的溶液中溶劑在真空抽干，得到固體粉末。
[0015]用蒸餾裝置將上述固體粉末在350°C下加熱。
[0016]將上述步驟在收集端收集到的產(chǎn)物與氯化銨的四氫呋喃溶液在0°C下混合。
[0017]在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在25°C下攪拌2小時(shí)。
[0018]將溶液在30°C下進(jìn)行減壓蒸餾除掉溶劑，得到固體粉末。
[0019]將上述固體粉末在0°C的16ml乙醚中攪拌I小時(shí)，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空除掉溶劑，得到固體粉末。
[0020]將上述固體粉末與22mg氫化鋰在40°C的四氫呋喃中攪拌I小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。
[0021]圖1為鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物，圖2為鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與甲醇反應(yīng)后的圖片，圖3是鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物加氫后的X射線衍射圖譜，圖4是鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物加氫后的熱分解氫質(zhì)譜和放氫曲線，其中升溫速度為5攝氏度/分鐘。
[0022]實(shí)施例2
將89mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與8ml乙二醇在50°C下反應(yīng)6小時(shí)。
[0023]將上述步驟得到的溶液中溶劑在真空抽干，得到固體粉末。
[0024]用蒸餾裝置將上述固體粉末在360°C下加熱。
[0025]將上述步驟在收集端收集到的產(chǎn)物與氯化銨的四氫呋喃溶液在0°C下混合。
[0026]在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在25°C下攪拌2小時(shí)。
[0027]將溶液在40°C下進(jìn)行減壓蒸餾除掉溶劑，得到固體粉末。
[0028]將上述固體粉末在0°C的19ml丙醚中攪拌I小時(shí)，將醚層濾出然后90°C下進(jìn)行抽真空除掉溶劑，得到固體粉末。
[0029]將上述固體粉末與22mg氫化鋰在40°C的四氫呋喃中攪拌I小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。
[0030]實(shí)施例3
將89mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與7.12ml 丁醇在20°C下反應(yīng)3小時(shí)。
[0031]將上述步驟得到的溶液中溶劑在真空抽干，得到固體粉末。
[0032]用蒸餾裝置將上述固體粉末在320°C下加熱。
[0033]將上述步驟在收集端收集到的產(chǎn)物與氯化銨的四氫呋喃溶液在5°C下混合。
[0034]在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在20°C下攪拌3小時(shí)。
[0035]將溶液在20°C下進(jìn)行減壓蒸餾除掉溶劑，得到固體粉末。
[0036]將上述固體粉末在5°C的12.46ml 丁醚中攪拌2小時(shí)，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空除掉溶劑，得到固體粉末。
[0037]將上述固體粉末與22mg氫化鋰在50°C的四氫呋喃中攪拌I小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。
[0038]實(shí)施例4
將89mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與8.9ml 丁醇在20°C下反應(yīng)3小時(shí)。
[0039]將上述步驟得到的溶液中溶劑在真空抽干，得到固體粉末。
[0040]用蒸餾裝置將上述固體粉末在320°C下加熱。
[0041]將上述步驟在收集端收集到的產(chǎn)物與氯化銨的四氫呋喃溶液在5°C下混合。
[0042]在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在30°C下攪拌I小時(shí)。
[0043]將溶液在20°C下進(jìn)行減壓蒸餾除掉溶劑，得到固體粉末。
[0044]將上述固體粉末在5°C的16.91ml 丁醚中攪拌2小時(shí)，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空除掉溶劑，得到固體粉末。
[0045]將上述固體粉末與22mg氫化鋰在30°C的四氫呋喃中攪拌2小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。
[0046]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其特征在于:包括如下步驟 a)、將鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與醇液在20—50°C下反應(yīng)3— 6小時(shí)，得到溶液A ; b)、將溶液A中溶劑在真空抽干，得到固體粉末B; c)、用蒸餾裝置將固體粉末B在320—360°C下加熱，在收集端得到液體C ; d)、將液體C與氯化銨的四氫呋喃溶液在O— 5°C下混合；e)、在該混合溶液中滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液，然后在20—30°C下攪拌I一3小時(shí)； f)、將得到的溶液在20—40°C下進(jìn)行減壓蒸餾，得到固體粉末D ; g)、將固體粉末D在0—5°C的醚液中攪拌I一2小時(shí)，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空，得到固體粉末E ； h)、將固體粉末E與氫化鋰在30—50°C的四氫呋喃中攪拌I一2小時(shí)，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其特征在于，所述的醇液為甲醇、乙二醇或丁醇。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其特征在于，所述每10mg鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物對(duì)應(yīng)的醇液加入量為8— 10mL。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其特征在于，所述的醚液為乙醚、丙醚或丁醚。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰氨基硼烷的加氫方法，其特征在于，所述每10mg固體粉末D對(duì)應(yīng)醚液的加入量為14一 19mL。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰氨基硼烷的加氫方法，將鋰氨基硼烷的放氫產(chǎn)物與醇液反應(yīng)，將溶劑在真空抽干，用蒸餾裝置將得到的固體粉末加熱，將在收集端得到的液體與氯化銨的四氫呋喃溶液混合，滴加鋁氫化鋰的四氫呋喃溶液后攪拌，減壓蒸餾后得到的固體粉末在醚液中攪拌，將醚層濾出然后進(jìn)行抽真空，得到的固體粉末與氫化鋰在四氫呋喃中攪拌，真空除掉溶劑后即完成所述鋰氨基硼烷的加氫，加氫率高達(dá)96—99%，而且加氫方法工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，成本適中。
【IPC分類】C01B6/21, C01B3/02
【公開號(hào)】CN105110294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510552971
【發(fā)明人】唐子威, 周晶晶, 范晶, 孫震
【申請(qǐng)人】中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所, 湖北長海新能源科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日