[发明专利]作为新型试剂的零价金属与氢化物的稳定复合物

说明书

本发明涉及作为新型试剂的零价金属与氢化物的稳定复合物。提供一种组合物及其制备方法。该组合物包括至少一种零价金属原子与至少一种氢化物分子的复合物。该制备方法包括将高表面积形式的元素金属与氢化物一起进行球磨。该组合物可用作用于零价金属纳米颗粒的合成的试剂。

技术领域

本发明总体上涉及由零价金属与一种或多种氢化物分子稳定复合而组成的物质的组合物，特别是涉及零价锰或锡与硼氢化锂的复合，以及用于合成该复合物的方法。

背景技术

氢化物，即金属或准金属直接与氢结合的化合物，是比较高能的分子，在化学和能源技术中具有各种已知的和正在开发的应用。这些应用包括用作还原剂、氢化催化剂、干燥剂、强碱、可再充电蓄电池中的组分，并有可能在燃料电池技术中作为固体氢储存媒介。

金属纳米颗粒，即尺寸小于100nm的纯的或合金形式的元素金属颗粒，与它们的相应的块体金属相比，具有独特的物理、化学、电、磁、光和其它性能。因此，它们被应用于例如化学、医学、能源和先进电子设备等技术领域，或正在这些领域中进行开发。

用于金属纳米颗粒的合成方法典型的特征为“自上而下”或“自下而上”，并且包括各种化学、物理、甚至生物的方法。自上而下的技术包括使用各种能量输入将宏观尺度的金属颗粒物理破碎成纳米级颗粒。自下而上的方法包括由分离的原子、分子或团簇形成纳米颗粒。

用于自上而下的金属纳米颗粒合成的物理力的方法已经包括宏观尺度金属颗粒的研磨、宏观尺度金属的激光烧蚀和宏观尺度金属的火花电蚀。自下而上合成的化学方法通常包括利用成核晶种颗粒或自成核将金属盐还原成零价金属并生长成金属纳米颗粒。

虽然这些方法中的每一个在某些情况下有效，但每一个也具有缺点或不适用的情况。直接研磨方法在可得到的颗粒尺寸方面可能受到限制(小于约20nm的颗粒的生产往往是困难的)，并可能导致合金的化学计量比失控。其它的物理方法可能昂贵或因其它方面而不适合于工业规模。另一方面，例如，在金属阳离子耐化学还原的情况下，化学还原方法可能会失败。例如，锰(II)几乎不受原位化学还原的影响，使得该方法不适用于制备Mn⁰或含Mn⁰的纳米颗粒。

发明内容

提供一种零价金属与氢化物复合的组合物以及合成该组合物的方法。

在一个方面公开了根据下式的试剂复合物：

M⁰·X_y I，

其中，M⁰是零价金属，X是氢化物，并且y是大于零的整数值或分数值。在一些变型中，零价金属可以是过渡金属或过渡后金属，氢化物可以是复合准金属氢化物，并且y可以是4或更小。在一些情况下，零价金属可以是锰或锡，氢化物可以是硼氢化锂，并且y可以是1或2。

在另一个方面，公开了一种用于合成试剂复合物的方法。该方法包括将氢化物与含有零价金属的制剂混合并球磨该混合物。在一些变型中，零价金属可以是过渡金属或过渡后金属，氢化物可以是复合准金属氢化物，并且可以按大约1∶1至4∶1(包括1∶1和4∶1)的化学计量比将金属氢化物与含有零价金属的制剂混合。在一些情况下，含有零价金属的制剂可以是锰或锡的制剂，氢化物可以是硼氢化锂，并且可以按大约1∶1至2∶1(包括1∶1和2∶1)的化学计量比将金属氢化物与含有零价金属的制剂混合。

在另一个方面，提供一种组合物，该组合物包括试剂复合物，该试剂复合物通过包括混合含有零价金属的制剂与氢化物以产生一种混合物，并且球磨该混合物以产生复合物的方法而合成。

附图说明

通过下文实施方式的描述并结合附图，本发明的各个方面和优点将变得明显且更容易理解，其中：

图1A是LiBH₄的硼的x-射线光电子能谱；