成果介紹
氫能具有來(lái)源廣泛、能量密度高、轉(zhuǎn)能速度快、環(huán)境友好等顯著特點(diǎn)，被視為二十一世紀(jì)的綠色高效能源。氫能的有效開(kāi)發(fā)和利用需要解決氫的制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用三個(gè)問(wèn)題，其中，性能優(yōu)越、安全性高的儲(chǔ)氫材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用一直廣受關(guān)注。
氨硼烷，分子式為NH3BH3, 熔點(diǎn)104℃，在常溫常壓下以固態(tài)存在，可溶于水或極性溶劑，空氣中比較穩(wěn)定，不揮發(fā)，無(wú)毒無(wú)氣味，安全可靠。氨硼烷的理論氫含量為19.59wt%，可通過(guò)熱解或催化水解的方式釋放氫氣，它是迄今科技界所發(fā)現(xiàn)的單位氫含量最大的貯氫化合物，被認(rèn)為是最具希望的儲(chǔ)氫材料之一。然而，氨硼烷的合成比較困難，工藝復(fù)雜，致使其價(jià)格居高不下，嚴(yán)重制約了氨硼烷的快速應(yīng)用進(jìn)展?，F(xiàn)行的氨硼烷制備方法主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是硼烷法，即以硼烷與液氨反應(yīng)直接制備氨硼烷，所用硼烷多為乙硼烷，易燃且劇毒，生產(chǎn)條件苛刻，過(guò)程非常復(fù)雜；另一類(lèi)為硼氫化鈉法，選用硼氫化鈉為硼源，與銨鹽類(lèi)物質(zhì)在有機(jī)溶劑中回流反應(yīng)數(shù)小時(shí)，再經(jīng)過(guò)多次分離而獲得氨硼烷，該法雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，危險(xiǎn)性降低，但由于所用硼源比較單一，分離困難，單程收率較低，致使產(chǎn)物氨硼烷的成本依然很高。
我們發(fā)明了一種基于固相反應(yīng)為主的氨硼烷的制備新工藝，降低氨硼烷的生產(chǎn)成本，提高制備效率。本工藝方法主要包括以下步驟：（1）、按照一定摩爾比例稱(chēng)取硼砂、聚甲醛和固體堿混合，進(jìn)行球磨處理；
（2）、將球磨后的物料轉(zhuǎn)置于氣氛加熱爐內(nèi)，進(jìn)行加熱處理；
（3）、將熱處理后的物料置于回流反應(yīng)器中，加入銨鹽和有機(jī)溶劑，進(jìn)行充分的回流反應(yīng)；
（4）、將回流反應(yīng)后的物料進(jìn)行離心處理；
（5）、分離出的上層清液，進(jìn)行旋蒸處理，得到白色固體產(chǎn)物即為氨硼烷。
該工藝方法特點(diǎn)：
（1）、經(jīng)過(guò)球磨固相反應(yīng)和加熱處理的固體混合物料，可以不經(jīng)分離，而直接進(jìn)入與銨鹽回流的反應(yīng)程序，減少了工藝過(guò)程，降低了物料損失，因而可以節(jié)約時(shí)間，提高制備效率。
（2）、本發(fā)明采用價(jià)廉易得的硼砂作為硼源，使得產(chǎn)物氨硼烷的制備成本大幅降低。
（3）、選用了適宜的有機(jī)溶劑，經(jīng)旋蒸處理后，可以循環(huán)利用，有利于減少物料損耗，進(jìn)一步降低成本。
（4）、通過(guò)本工藝方法所制備的氨硼烷，純度可以達(dá)到95%以上。
