一種十二氫十二硼酸雙四乙基銨的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種十二氫十二硼酸雙四乙基銨的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]離子型硼氫酸鹽類超高燃速調(diào)節(jié)劑具有穩(wěn)定性好、毒性低、燃燒值高、合成方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來，該類化合物的制備及其研宄工作受到越來越廣泛的關(guān)注。其中，十二氫十二硼酸根為正二十面體構(gòu)型，具有較高的穩(wěn)定性，因此在高能火箭燃料添加劑、新型材料以及化學(xué)儲(chǔ)氫等方面有廣泛的應(yīng)用前景。但是，目前合成十二氫十二硼酸鹽的方法反應(yīng)時(shí)間長，分離提純步驟繁瑣，產(chǎn)物收率也較低，因此急需對其制備方法進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)時(shí)間短，分離提純方法簡便、收率高的十二氫十二硼酸雙四乙基銨的制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用微波裂解制備得到十二氫十二硼酸雙四乙基銨，其具體采用如下技術(shù)方案:
在帶有尾氣吸收裝置的微波反應(yīng)器中依次加入硼氫化鈉、四乙基氯化銨、復(fù)合催化劑、去離子水、石蠟油，攪拌均勻后在25~30°C下300W微波照射60~80s ;再在200~205°C下800W微波照射60min~80min，然后將反應(yīng)得到的混合物取出，加入石油醚后過濾，在過濾后得到的濾餅中加入水，80~85°C下加熱回流50~60min后冷卻過濾，將濾液蒸干后再加入體積百分比為80%的異丙醇，65~70°C下加熱回流30min后熱濾，濾液冷卻，室溫下過濾后即可得到類白色結(jié)晶狀十二氫十二硼酸雙四乙基銨產(chǎn)品。
[0005]上述步驟中復(fù)合催化劑由催化劑A及催化劑助劑B復(fù)合而成，其中催化劑A為金屬鐵(Fe)、鋅(Zn)中的一種，優(yōu)選Zn ;催化劑助劑B為金屬氧化物氧化鋁(A1203)、氧化鎂(MgO)、氧化銅(CuO)、二氧化猛(MnO2)等中的任一種，優(yōu)選二氧化猛(MnO2);催化劑A與催化劑助劑B的質(zhì)量比為1:2~3，總用量為四乙基氯化銨質(zhì)量的0.1-0.2%。
[0006]上述步驟中四乙基氯化銨、硼氫化鈉、去離子水、石蠟油的質(zhì)量比為1:0.15-
0.25:0.25?0.35:2.5?3.5。
[0007]上述步驟中石油醚用量為石蠟油質(zhì)量的2倍；濾餅與水的質(zhì)量比為1:10~ 20 ;濾餅與體積百分比80%異丙醇的質(zhì)量比為1:2~5。
[0008]本發(fā)明對十二氫十二硼酸雙四乙基銨的制備方法進(jìn)行了較大的創(chuàng)新性改進(jìn)，具有以下有益效果:(1)本發(fā)明使用的復(fù)合催化劑可有效地提供熱解和催化裂解所必需的能量，大大提高裂解效率，而其中催化助劑的加入可進(jìn)一步增強(qiáng)組分間的相互作用，提升催化活性，大大縮短反應(yīng)時(shí)間。(2)本發(fā)明采用了微波裂解合成法大大簡化了反應(yīng)步驟，縮短了反應(yīng)時(shí)間，使反應(yīng)更便于操作；(3)反應(yīng)收率達(dá)70%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下通過幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明合成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
[0010]實(shí)施例1
該制備方法包括如下步驟:
在帶尾氣吸收的微波反應(yīng)器中依次加入硼氫化鈉40g、四乙基氯化銨199.2g、鋅及二氧化猛復(fù)合催化劑0.3g、去離子水56g、石錯(cuò)油558g，攪拌均勾后，在25°C下300W微波照射70s，然后200°C下800W微波照射70min，然后將反應(yīng)得到的混合物取出，用1116g石油醚分散，過濾，濾餅加入水500g，80~ 85°C下加熱回流I小時(shí)后冷卻過濾，將濾液蒸干后再加入體積百分比80%異丙醇120g，65- 70°C下加熱回流半小時(shí)后熱濾，濾液冷卻，室溫下過濾，得到類白色結(jié)晶狀十二氫十二硼酸雙四乙基銨產(chǎn)品25.5g (收率72%)。Zn與MnO2的質(zhì)量比為1:2.5。
[0011]實(shí)施例2
該制備方法包括如下步驟:
在帶尾氣吸收的微波反應(yīng)器中依次加入硼氫化鈉21g、四乙基氯化銨124.5g、鋅及二氧化猛復(fù)合催化劑0.2g、去離子水37.6g、石錯(cuò)油376g，攪拌均勾后，在25°C下300W微波照射60s，然后205°C下800W微波照射70min，然后將反應(yīng)得到的混合物取出，用752g石油醚過濾，濾餅加入水350g，80~85°C下加熱回流I小時(shí)后冷卻過濾，將濾液蒸干后再加入80%異丙醇75g，65~70°C下加熱回流半小時(shí)后熱濾，濾液冷卻，室溫下過濾，得到類白色結(jié)晶狀十二氫十二硼酸雙四乙基銨產(chǎn)品113.21g (收率71%)。Zn與MnO2的質(zhì)量比為1:2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，其特征在于:通過以下步驟實(shí)現(xiàn): 在帶有尾氣吸收裝置的微波反應(yīng)器中依次加入硼氫化鈉、四乙基氯化銨、復(fù)合催化劑、去離子水、石蠟油，攪拌均勻后在25~30°c下300W微波照射60~80s ;再在200~205°C下800W微波照射60min~80min，然后將反應(yīng)得到的混合物取出，加入石油醚后過濾，在過濾后的濾餅中加入水，在80~85°C下加熱回流50~60min后冷卻過濾，將濾液蒸干后再加入體積百分比為80%的異丙醇，在65~70°C下加熱回流30min后熱濾，濾液冷卻，室溫下過濾后得到十二氫十二硼酸雙四乙基銨產(chǎn)品； 其中，所述的復(fù)合催化劑由催化劑A及催化劑助劑B復(fù)合而成，其中催化劑A為金屬鋅、鐵中的一種；催化劑助劑B為金屬氧化物氧化鋁、氧化鎂、氧化銅、二氧化錳等中的任一種；催化劑A與催化劑助劑B的質(zhì)量比為1:2~3。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，其特征在于:所述的復(fù)合催化劑優(yōu)選金屬鋅和二氧化錳。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，其特征在于:復(fù)合催化劑用量為四乙基氯化銨質(zhì)量的0.1-0.2%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，其特征在于:所述的四乙基氯化銨、硼氫化鈉、去離子水、石蠟油的質(zhì)量比為1:0.15- 0.25:0.25- 0.35:2.5?3.5o
5.如權(quán)利要求1所述的一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，其特征在于:上述步驟中石油醚用量為石蠟油質(zhì)量的2倍；濾餅與水的質(zhì)量比為1:10~ 20 ;濾餅與體積百分比為80%的異丙醇質(zhì)量比為1:2~5。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備十二氫十二硼酸雙四乙基銨的方法，屬于無機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域。其具體包括如下步驟：在帶有尾氣吸收裝置的微波反應(yīng)器中依次加入四乙基氯化銨、硼氫化鈉、復(fù)合催化劑、去離子水、石蠟油，攪拌均勻后在25℃~30℃下300W微波照射60~80s，然后再在200~205℃下800W微波照射60min~80min，將反應(yīng)得到的混合物取出并用石油醚過濾，在濾餅中加入水后加熱回流、冷卻、過濾，將濾液蒸干后再加入體積百分比為80%的異丙醇，經(jīng)加熱回流、熱濾、濾液冷卻、過濾后得到十二氫十二硼酸雙四乙基銨產(chǎn)品。該方法具有操作簡便，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)品收率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C07C211-63, C07C209-00
【公開號(hào)】CN104557570
【申請?zhí)枴緾N201510040356
【發(fā)明人】楊勇, 胡孝倫, 王建莉, 郝家金, 李義波, 趙萍萍, 王婭娟
【申請人】鄭州西格瑪化工有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月27日