[发明专利]一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法

说明书

技术领域

本发明属于氢气储存技术及新材料合成领域，具体涉及一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法。

背景技术

由于氢气存在易燃、易爆、易扩散，以及常温常压条件下的体积能量密度低等问题，储氢技术已成为制约氢能发展的瓶颈。因此，发展高能量密度、高效率和安全的氢储运技术是必须解决的关键技术问题。储氢方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等三种。其中，高压气态储氢在技术上相对成熟，工业界制定了耐受70MPa压力、质量储氢密度为6%的预期目标，但高压气态储氢存在安全问题，且压缩过程的能耗较大。低温液态储氢的体积能量密度高，但液化过程所需的能耗约是储存氢气热值的50%，且自挥发问题难以避免；另外，这种方法的绝热系统技术复杂、成本高。固态储氢材料储氢是通过化学反应或物理吸附将氢气储存于固态材料中，其能量密度高且安全性好，被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。

轻质金属的硼氢化合物由于储氢容量大（硼氢化钙为11.4wt%，硼氢化锂为18.4wt%等），近些年来成为储氢材料的研究热点。但是高的放氢温度以缓慢的放氢动力学，严重制约了其大规模应用。最近，硼氮系化合物储氢材料，以具有较高的理论氢容量和较低的放氢温度而赢得了广泛的关注，比如，金属氨基硼烷，氨络合金属硼氢化物等。其中，锂氨基硼烷具有较高的氢容量（13.7wt%）、100℃下实现—10wt%的放氢量以及快速的放氢动力学性能，被认为是一种潜在的燃料电池氢源材料。然而，由于其加氢反应热力学能垒较大，导致在实际应用中无法直接加注氢气。因此，开发锂氨基硼烷放氢产物的高效加氢方法，对于实现该类高容量储氢材料作为燃料电池氢源技术的应用具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种锂氨基硼烷放氢产物的高效加氢方法，加氢率达到96—99%。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法，包括如下步骤：将锂氨基硼烷的放氢产物与醇液在20—50℃下反应3—6小时，得到溶液A，将溶液A中溶剂在真空抽干，得到固体粉末B，用蒸馏装置将固体粉末B在320—360℃下加热，在收集端得到液体C，将液体C与氯化铵的四氢呋喃溶液在0—5℃下混合，在该混合溶液中滴加铝氢化锂的四氢呋喃溶液，然后在20—30℃下搅拌1—3小时，将得到的溶液在20—40℃下进行减压蒸馏，得到固体粉末D，将固体粉末D在0—5℃的醚液中搅拌1—2小时，将醚层滤出然后进行抽真空，得到固体粉末E，将固体粉末E与氢化锂在30—50℃的四氢呋喃中搅拌1—2小时，真空除掉溶剂后即完成所述锂氨基硼烷放氢产物的加氢。

所述的一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法，其醇液为甲醇、乙二醇或丁醇。

所述的一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法，每100mg锂氨基硼烷的放氢产物对应的醇液加入量为8—10mL。

所述的一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法，其醚液为乙醚、丙醚或丁醚。

所述的一种锂氨基硼烷放氢产物的加氢方法，每100mg固体粉末D对应醚液的加入量为14—19mL。

本发明的有益效果在于：可对锂氨基硼烷放氢产物实现高效加氢，加氢率高达96—99%，而且加氢方法工艺简单、易于实现，成本适中。

附图说明

图1是本发明实施例1中锂氨基硼烷的放氢产物的照片；

图2是本发明实施例1中锂氨基硼烷的放氢产与甲醇反应后的照片；

图3是本发明实施例1中锂氨基硼烷的放氢产物加氢后的X射线衍射图谱；

图4是本发明实施例1中锂氨基硼烷的放氢产物加氢后的热分解氢质谱和放氢曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

将100mg锂氨基硼烷的放氢产物与10ml甲醇在40℃下反应4小时。

将上述步骤得到的溶液中溶剂在真空抽干，得到固体粉末。

用蒸馏装置将上述固体粉末在350℃下加热。

将上述步骤在收集端收集到的产物与氯化铵的四氢呋喃溶液在0℃下混合。

在该混合溶液中滴加铝氢化锂的四氢呋喃溶液，然后在25℃下搅拌2小时。

将溶液在30℃下进行减压蒸馏除掉溶剂，得到固体粉末。

将上述固体粉末在0℃的16ml乙醚中搅拌1小时，将醚层滤出然后进行抽真空除掉溶剂，得到固体粉末。

将上述固体粉末与22mg氢化锂在40℃的四氢呋喃中搅拌1小时，真空除掉溶剂后即完成所述锂氨基硼烷的加氢。