一種聚合物儲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。然而，氨基硼烷固相熱解放氫過程中也存在許多缺點，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， 放氫過程有幾十分鐘到數(shù)個小時的誘導(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)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種新型聚合物儲氫材料多乙烯多胺基 硼烷，其不僅可以被用作儲氫材料，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】
1. 一種聚合物儲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】CN104558599
【申請?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
【申請人】黎明化工研究設(shè)計院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月29日