一種聚合物儲(chǔ)氫材料多乙烯多胺基硼烷及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新材料合成領(lǐng)域，特別是氨基硼烷類化合物儲(chǔ)氫材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 氨基硼烷類化合物近年來被進(jìn)行了大量的研宄，其不僅可以被作為儲(chǔ)氫材料使 用，還可以被用作還原劑應(yīng)用于有機(jī)合成。
[0003] 氨基硼烷（NH3BH3)是最簡單的氨基硼烷類化合物，由于其高的理論含氫量 (19. 6wt% )，相對(duì)較低的放氫溫度（100°C左右即可放出大量氫氣），近年來成為各國科研 工作者的研宄熱點(diǎn)。然而，氨基硼烷固相熱解放氫過程中也存在許多缺點(diǎn)，例如：（1)放氫 過程中伴隨有大量[NH 2BH2]n和[NHBH] 3的揮發(fā)，大大降低放氫純度。⑵在低于100°C時(shí)， 放氫過程有幾十分鐘到數(shù)個(gè)小時(shí)的誘導(dǎo)期，只能放出極少量的氫氣。（3)放氫中后期，氨基 硼烷熔融發(fā)泡，體積膨脹幾十到幾百倍。因此，大大限制了其作為儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用。
[0004] 除了結(jié)構(gòu)最簡單的氨基硼烷（NH3BH3)外，通過用堿金屬或烷基取代N上的氫原子， 一系列的堿金屬取代氨基硼烷（如：LiNH 2BH3、NaNH2BH3、Ca (NH2BH3)2等）和烷基取代氨基硼 烷（如：甲基胺硼烷、二甲胺硼烷、三甲胺硼烷、三乙胺硼烷等）被制備出來并進(jìn)行了研宄。 堿金屬取代氨基硼烷主要被作為儲(chǔ)氫材料進(jìn)行了大量研宄；烷基取代氨基硼烷不僅被作為 儲(chǔ)氫材料進(jìn)行研宄，還在有機(jī)合成反應(yīng)中被用于碳碳、碳氮、碳氧不飽和鍵的還原、縮醛的 還原、酰胺鍵的還原裂解、催化不對(duì)稱還原反應(yīng)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種新型聚合物儲(chǔ)氫材料多乙烯多胺基 硼烷，其不僅可以被用作儲(chǔ)氫材料，還有被用作有機(jī)合成還原劑和化學(xué)推進(jìn)劑的潛質(zhì)。
[0006] 本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種制備多乙烯多胺基硼烷的方法。
[0007] 本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種多乙烯多胺基硼烷的使用方法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是在氨基硼烷體系中引入-CH2-CH2-基團(tuán)，提供一種新型的聚 合物儲(chǔ)氫材料一一多乙烯多胺基硼烷。反應(yīng)方程式為：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚合物儲(chǔ)氫材料多乙烯多胺基硼烷，具有以下結(jié)構(gòu)：
X、y是正整數(shù)。
2. -種制備權(quán)利要求1所述的多乙烯多胺基硼烷的方法，包括以下步驟： (1) 將多乙烯多胺干燥，除去游離水； (2) 將多乙烯多胺與硼烷的有機(jī)溶液按照N:B摩爾比1 : 1的比例混合，在20-40°C 反應(yīng)4-8h; (3) 脫除溶劑，得多乙烯多胺基硼烷的粗產(chǎn)品； (4) 將所得粗產(chǎn)品用烷烴類溶劑沖洗，脫除溶劑，干燥即得產(chǎn)品多乙烯多胺基硼烷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，所述硼烷的有機(jī)溶液為硼烷 四氫呋喃溶液或硼烷二甲硫醚溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，多乙烯多胺與硼烷的有機(jī)溶 液兩種反應(yīng)物混合是以200-300rpm的攪拌速度攪拌混合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，其特征是步驟（2)將多乙烯 多胺緩慢滴加到硼烷的有機(jī)溶液中，滴加速度為總體積的1% -2%每分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，步驟（3)脫除溶劑方式是在 20-40 °C抽真空干燥10-12h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，步驟（4)脫除溶劑方式是抽 真空干燥12-14h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，所述烷烴類溶劑是指環(huán)己烷 或沸程為30-60°C的石油醚。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備多乙烯多胺基硼烷的方法，其特征是步驟（4)將所得粗 產(chǎn)品用烷烴類溶劑沖洗3遍，硼烷的有機(jī)溶液濃度為1M/L。
10. -種權(quán)利要求1所述的多乙烯多胺基硼烷的使用方法，將多乙烯多胺基硼烷加熱， 放氫溫度在60-250 °C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物儲(chǔ)氫材料多乙烯多胺基硼烷及其制備方法和使用方法，所述多乙烯多胺基硼烷，具有以下結(jié)構(gòu)，其中x、y是正整數(shù)：制 備方法為：(1)將多乙烯多胺干燥，除去游離水；(2)將多乙烯多胺與硼烷的有機(jī)溶液按照N：B摩爾比1：1的比例混合，在20-40℃反應(yīng)4-8h； (3)脫除溶劑，得多乙烯多胺基硼烷的粗產(chǎn)品；(4)將所得粗產(chǎn)品用烷烴類溶劑沖洗，脫除溶劑，干燥即得產(chǎn)品多乙烯多胺基硼烷。該新型聚合物儲(chǔ)氫材料將其 加熱到60℃即可開始釋放氫氣，加熱至150℃可釋放出約2.7wt％的高純度氫氣，繼續(xù)加熱至250℃可以放出大約5.3wt％的氫氣。
【IPC分類】C08G73-02, C01B3-02, C07F5-02
【公開號(hào)】CN104558599
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510045192
【發(fā)明人】李韶峰, 程磊, 李亞楠, 宋世平, 于文杰, 王宏偉
【申請(qǐng)人】黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日