專利名稱：氫化鋁鋰的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬氫化物，具體屬于一種氫化鋁鋰的制備方法。
背景技術(shù)：
氫化鋁鋰(LiAlH4)于1947年首次合成。它是一種能還原有機官能團的強還原劑。最典型的合成氫化鋁鋰的方法是金屬鋰在高溫下與氫氣反應(yīng)生成氫化鋰(LiH)，然后將氫化鋰細磨后在無水乙醚中，在引發(fā)劑存在下與三氯化鋁反應(yīng)生成氫化鋁鋰。由于其要加入引發(fā)劑和要求氫化鋰的粒度非常細小以及易燃的緣故，使大規(guī)模生產(chǎn)受阻。后來有人提出在高壓氫氣的條件下金屬與氫氣反應(yīng)生產(chǎn)金屬絡(luò)合氫化物，但此方法由于反應(yīng)容器等系列問題，使方法本身具有一定的局限性?？傊?，由于其生產(chǎn)成本高、能耗大及操作安全等問題，使得它在生產(chǎn)、應(yīng)用上受到了限制，因此，探索新的制備LiAlH4的方法是很重要的課題。
1987年，南開大學申泮文先生等發(fā)明了一種“氫化鋁鋰的合成方法”，申請(專利申請?zhí)?7101196)并獲中國專利，其內(nèi)容是將金屬鋰在溶劑和催化劑存在下與氫氣在常溫常壓下反應(yīng)生成氫化鋰(LiH)，然后氫化鋰再與三氯化鋁(AlCl3)反應(yīng)生成氫化鋁鋰。該專利雖然避免了金屬鋰經(jīng)高溫氫化制備氫化鋰的過程，但所得到的氫化鋰仍需在乙醚溶液中與三氯化鋁反應(yīng)方能制得氫化鋁鋰。此步反應(yīng)依然存在著副產(chǎn)物多與潛在不安全性等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和的、安全可靠的、原料利用完全的氫化鋁鋰的制備方法。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案為在含有Al3+、Li+離子的溶液中加入沉淀劑，使其混合沉淀；之后對其高溫加熱，使之分解，生成氧化物；再對其氧化物在催化劑存在和一定溫度及壓力下固體加氫，得到混合單質(zhì)；然后對其混合單質(zhì)在有機溶劑和催化條件下加氫還原，最后得到產(chǎn)物氫化鋁鋰。具體制備方法依次包括如下步驟(1)將鋰鹽和鋁鹽溶于水中，在水溶液中加入碳酸鹽或草酸鹽，讓Li+、Al3+離子以碳酸鋰、碳酸鋁或草酸鋰、草酸鋁的形式沉淀，反應(yīng)方程式為
式中x表示可溶性鋁鹽、鋰鹽的陰離子；(2)過濾后，將沉淀干燥，再經(jīng)500-600℃的高溫處理3-5小時，得鋁鋰混合氧化物；(3)該氧化物在催化劑CaH2存在下，反應(yīng)溫度控制在150-200℃，氫氣壓力為15-25kg/cm2，固體氫化3-5小時，得鋁鋰混合單質(zhì)；(4)將所得的鋁鋰混合單質(zhì)在四氫呋喃中，在催化劑萘和TiCl4存在下，在常溫常壓條件下，通入氫氣4-5小時，得到氫化鋁鋰。
所述的鋁鹽是氯化鋁、硝酸鋁或醋酸鋁，鋰鹽是氯化鋰、硝酸鋰或醋酸鋰。
所述的第(1)步在水溶液中加入的沉淀劑碳酸鹽是碳酸鈉，草酸鹽是草酸鈉。
所述的第(3)步的還原溫度為180℃，氫氣壓力為20kg/cm2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下特點①本發(fā)明避免了金屬鋰和氫氣的高溫反應(yīng)以及金屬與氫氣的高壓反應(yīng)，將所制得的鋁鋰混合單質(zhì)直接在常溫常壓下進行氫化得到氫化鋁鋰，提供了一條與環(huán)境友好的，符合清潔生產(chǎn)的制備方法。②從原料而言，本方法是以鋰鹽和鋁鹽為原料，而不是以金屬鋰和無水三氯化鋁為原料，從而降低了生產(chǎn)成本。③通過共沉淀方法得到鋁鋰的沉淀混合物，經(jīng)高溫處理氫氣還原得到鋁鋰混合單質(zhì)，鋁鋰混合單質(zhì)在有機溶劑中常溫常壓氫化，得到氫化鋁鋰，其生產(chǎn)方法簡單。④本發(fā)明原料利用完全，沒有副產(chǎn)品。若以氫化鋰和無水三氯化鋁反應(yīng)制備氫化鋁鋰，氫化鋰的利用率僅為1/4，而3/4的氫化鋰卻轉(zhuǎn)化為低廉的氯化鋰(LiCl)。
具體實施例方式
實施例1稱取241.43g的六水氯化鋁和42.41g的氯化鋰，加水溶解，加入一定量的碳酸鈉溶液，待沉淀完全后，靜置抽濾，固體干燥后經(jīng)500-600℃的高溫煅燒分解4小時后得氧化物，氧化物在高壓釜中，并加入CaH2為催化劑，在180℃和20kg/cm2氫壓下固體加氫4-5小時后得鋁鋰混合單質(zhì)。在有機溶劑四氫呋喃中加入催化劑萘和TiCl4，通入氫氣常溫常壓下氫化4-5小時，可得氫化鋁鋰產(chǎn)物。
產(chǎn)品分析對本產(chǎn)品進行了Li、Al、H的含量分析，Li的分析采用原子吸收法；Al的分析采用EDTA反滴定容量法；H的分析采用排水集氣法。分析結(jié)果如下表 實施例2稱取241.43g的六水氯化鋁和42.41g的氯化鋰，加水溶解，加入一定量的草酸鈉溶液，待沉淀完全后，靜置抽濾，固體干燥后經(jīng)500-600℃的高溫煅燒分解4小時后得氧化物，氧化物在高壓釜中，并加入CaH2為催化劑，在180℃和20kg/cm2氫壓下固體加氫4-5小時后得鋁鋰混合單質(zhì)。在有機溶劑四氫呋喃中加入催化劑萘和TiCl4，通入氫氣常溫常壓下氫化4-5小時，可得氫化鋁鋰產(chǎn)物。
實施例3稱取375g的硝酸鋁和69g的硝酸鋰，加水溶解，加入一定量的草酸鈉溶液，待沉淀完全后，靜置抽濾，固體干燥后經(jīng)500-600℃的高溫煅燒分解4小時后得氧化物，氧化物在高壓釜中，并加入CaH2為催化劑，在180℃和20kg/cm2氫壓下固體加氫4-5小時后得鋁鋰混合單質(zhì)。在有機溶劑四氫呋喃中加入催化劑萘和TiCl4，通入氫氣常溫常壓下氫化4-5小時，得氫化鋁鋰產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.一種氫化鋁鋰的制備方法，其特征在于依次包括如下步驟(1)將鋰鹽和鋁鹽溶于水中，在水溶液中加入沉淀劑碳酸鹽或草酸鹽，讓Li+、Al3+離子以碳酸鋰、碳酸鋁或草酸鋰、草酸鋁的形式沉淀，反應(yīng)方程式為式中x表示可溶性鋁鹽、鋰鹽的陰離子。(2)過濾后，將沉淀干燥，再經(jīng)500-600℃的高溫處理3-5小時，得鋁鋰混合氧化物。(3)該氧化物在催化劑CaH2存在下，反應(yīng)溫度控制在150-200℃，氫氣壓力為15-25kg/cm2，固體氫化3-5小時，得鋁鋰混合單質(zhì)。(4)將所得的鋁鋰混合單質(zhì)在四氫呋喃中，在催化劑萘和TiCl4存在下，在常溫常壓條件下，通入氫氣4-5小時，得到氫化鋁鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫化鋁鋰的制備方法，其特征是所述的鋁鹽是氯化鋁或硝酸鋁，鋰鹽是氯化鋰或硝酸鋰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氫化鋁鋰的制備方法，其特征是所述的第(1)步在水溶液中加入的沉淀劑碳酸鹽是碳酸鈉，草酸鹽是草酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氫化鋁鋰的制備方法，其特征是所述的第(3)步的還原溫度為180℃，氫氣壓力為20kg/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬氫化物，具體屬于氫化鋁鋰的制備方法。其特征是以可溶性鋁鹽、鋰鹽為原料，在水溶液中加入沉淀劑，使Al
文檔編號C01B6/24GK1559883SQ20041002856
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者張智敏, 王自為, 任建國, 馬琦, 劉愛坤 申請人:山西大學