[發(fā)明專利]一種氨硼烷的合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310285228.5
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103303867A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 唐成春;薛彥明;田冉;徐學文
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: C01B6/13
• 分類號: C01B6/13
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本發(fā)明的技術方案涉及一種簡單、廉價的合成化學儲氫材料氨硼烷的方法。

背景技術

氨硼烷化合物（NH₃BH₃）是最近幾年得到密切關注的一種化學氫化物儲氫材料。它的含氫密度高達19.6wt.%,它具有適中的熱穩(wěn)定性和良好的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點，在車載氫能源應用領域被呼吁很高的期望。同時，經過放氫后的產物是純度相當高的氮化硼（BN）陶瓷材料，也引起人們的密切關注。

近年來，相當多的研究工作者致力于用不同的方法和原料制備氨硼烷的的工作。Shore等人用硼氫化鋰和銨鹽，如NH₄Cl,(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂CO₃合成氨硼烷（Shore,S.G.;Parry,R.W.J.Am.Chem.Soc.1955,77,6084）。隨后Hu等人用硼氫化鈉和相應的銨鹽（NH₄Cl,(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂CO₃）同樣合成了氨硼烷。1973年Mayer等報道一種新的方法，即在乙烷中用乙硼烷和氨合成氨硼烷（Mayer,E.Inorg.Chem.1973,12,1954）。2007年Ramachandran和Gagare總結性的報道了利用硼氫化鈉和不同的銨鹽（NH₄Cl,(NH₄)₂SO₄,(NH₄)₂CO₃,NH₄OAc,NH₄F,NH₄NO₃和NH₄HCO₃）合成的氨硼烷的方法，其中包括純度和產率的詳細說明，以及使用的不同溶劑對該純度和產率的影響，該報道說明利用二氧六環(huán)作為溶劑，硫酸銨作為銨源得到的氨硼烷純度較高（98%），產率可達到95%，而且反應速率快較快。但是以上制備方法通常工藝過程復雜，并且成本較高。

本發(fā)明首次采用價格低廉氟硼酸銨和硼氫化鈉分別作為銨源和硼源，并且采用可以循環(huán)利用的二氧六環(huán)作為溶劑成功制備了高純度的氨硼烷。該方法能夠得到產率較高的氨硼烷（95%），而且氨硼烷純度高可達到（98%），并且反應溶劑二氧六環(huán)可以回收再利用。1100℃熱解該氨硼烷得到純度和結晶度較高的氮化硼陶瓷材料。催化水解該氨硼烷產生足量的氫氣，進一步說明它的高放氫特點。該合成方法簡易廉價，得到的氨硼烷純度高，是一種可以工業(yè)化生產氨硼烷的新方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種新的氨硼烷合成方法，該方法簡單廉價，產品產率可觀，純度較高。采用兩步合成：第一步，氟硼酸銨和硼氫化鈉的混合物在裝有二氧六環(huán)溶劑的帶有回流裝置實驗容器內反應，得到溶解氨硼烷的二氧六環(huán)溶劑；第二步，利用旋轉蒸發(fā)儀對該溶劑進行加溫的旋干處理，得到氨硼烷產品。在此過程中，利用旋轉蒸發(fā)儀回收的二氧六環(huán)，可多次重復用作該制備氨硼烷過程中的溶劑。在本發(fā)明方法中，首次使用氟硼酸銨作為銨源，合成方法簡單，產品產率可觀，純度較高。

本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是：

一種氨硼烷的合成方法，其步驟為：

（1）將氟硼酸銨和硼氫化鈉放入盛有溶劑的帶有回流裝置的反應器中，制的氟硼酸銨-硼氫化鈉-溶劑的混合溶液，然后將其加熱攪拌反應1-20小時，反應溫度為30-80℃；其中，摩爾比為氟硼酸銨：硼氫化鈉=0.5～2：1，溶劑中氟硼酸銨和硼氫化鈉之和的量為0.05～0.2g/ml；

（2）抽濾步驟（1）中經過反應得到的混合溶液，得到澄清透明溶液；

（3）將步驟（2）中得到的澄清透明溶液在50-80℃下旋轉蒸發(fā)，得到白色輕質樣品為氨硼烷；旋蒸出的溶劑可以作為下次反應的溶劑循環(huán)利用。

所用溶劑為二氧六環(huán)，或經過循環(huán)使用的、在前制備氨硼烷過程中蒸發(fā)出來的二氧六環(huán)。

本發(fā)明的有益效果是：