专利名称：氢化铝锂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属氢化物，具体属于一种氢化铝锂的制备方法。
背景技术：
氢化铝锂(LiAlH4)于1947年首次合成。它是一种能还原有机官能团的强还原剂。最典型的合成氢化铝锂的方法是金属锂在高温下与氢气反应生成氢化锂(LiH)，然后将氢化锂细磨后在无水乙醚中，在引发剂存在下与三氯化铝反应生成氢化铝锂。由于其要加入引发剂和要求氢化锂的粒度非常细小以及易燃的缘故，使大规模生产受阻。后来有人提出在高压氢气的条件下金属与氢气反应生产金属络合氢化物，但此方法由于反应容器等系列问题，使方法本身具有一定的局限性。总之，由于其生产成本高、能耗大及操作安全等问题，使得它在生产、应用上受到了限制，因此，探索新的制备LiAlH4的方法是很重要的课题。
1987年，南开大学申泮文先生等发明了一种“氢化铝锂的合成方法”，申请(专利申请号87101196)并获中国专利，其内容是将金属锂在溶剂和催化剂存在下与氢气在常温常压下反应生成氢化锂(LiH)，然后氢化锂再与三氯化铝(AlCl3)反应生成氢化铝锂。该专利虽然避免了金属锂经高温氢化制备氢化锂的过程，但所得到的氢化锂仍需在乙醚溶液中与三氯化铝反应方能制得氢化铝锂。此步反应依然存在着副产物多与潜在不安全性等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应条件温和的、安全可靠的、原料利用完全的氢化铝锂的制备方法。
本发明提供的技术方案为在含有Al3+、Li+离子的溶液中加入沉淀剂，使其混合沉淀；之后对其高温加热，使之分解，生成氧化物；再对其氧化物在催化剂存在和一定温度及压力下固体加氢，得到混合单质；然后对其混合单质在有机溶剂和催化条件下加氢还原，最后得到产物氢化铝锂。具体制备方法依次包括如下步骤(1)将锂盐和铝盐溶于水中，在水溶液中加入碳酸盐或草酸盐，让Li+、Al3+离子以碳酸锂、碳酸铝或草酸锂、草酸铝的形式沉淀，反应方程式为
式中x表示可溶性铝盐、锂盐的阴离子；(2)过滤后，将沉淀干燥，再经500-600℃的高温处理3-5小时，得铝锂混合氧化物；(3)该氧化物在催化剂CaH2存在下，反应温度控制在150-200℃，氢气压力为15-25kg/cm2，固体氢化3-5小时，得铝锂混合单质；(4)将所得的铝锂混合单质在四氢呋喃中，在催化剂萘和TiCl4存在下，在常温常压条件下，通入氢气4-5小时，得到氢化铝锂。
所述的铝盐是氯化铝、硝酸铝或醋酸铝，锂盐是氯化锂、硝酸锂或醋酸锂。
所述的第(1)步在水溶液中加入的沉淀剂碳酸盐是碳酸钠，草酸盐是草酸钠。
所述的第(3)步的还原温度为180℃，氢气压力为20kg/cm2。
与现有技术相比本发明具有如下特点①本发明避免了金属锂和氢气的高温反应以及金属与氢气的高压反应，将所制得的铝锂混合单质直接在常温常压下进行氢化得到氢化铝锂，提供了一条与环境友好的，符合清洁生产的制备方法。②从原料而言，本方法是以锂盐和铝盐为原料，而不是以金属锂和无水三氯化铝为原料，从而降低了生产成本。③通过共沉淀方法得到铝锂的沉淀混合物，经高温处理氢气还原得到铝锂混合单质，铝锂混合单质在有机溶剂中常温常压氢化，得到氢化铝锂，其生产方法简单。④本发明原料利用完全，没有副产品。若以氢化锂和无水三氯化铝反应制备氢化铝锂，氢化锂的利用率仅为1/4，而3/4的氢化锂却转化为低廉的氯化锂(LiCl)。
具体实施例方式
实施例1称取241.43g的六水氯化铝和42.41g的氯化锂，加水溶解，加入一定量的碳酸钠溶液，待沉淀完全后，静置抽滤，固体干燥后经500-600℃的高温煅烧分解4小时后得氧化物，氧化物在高压釜中，并加入CaH2为催化剂，在180℃和20kg/cm2氢压下固体加氢4-5小时后得铝锂混合单质。在有机溶剂四氢呋喃中加入催化剂萘和TiCl4，通入氢气常温常压下氢化4-5小时，可得氢化铝锂产物。
产品分析对本产品进行了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的分析采用排水集气法。分析结果如下表 实施例2称取241.43g的六水氯化铝和42.41g的氯化锂，加水溶解，加入一定量的草酸钠溶液，待沉淀完全后，静置抽滤，固体干燥后经500-600℃的高温煅烧分解4小时后得氧化物，氧化物在高压釜中，并加入CaH2为催化剂，在180℃和20kg/cm2氢压下固体加氢4-5小时后得铝锂混合单质。在有机溶剂四氢呋喃中加入催化剂萘和TiCl4，通入氢气常温常压下氢化4-5小时，可得氢化铝锂产物。
实施例3称取375g的硝酸铝和69g的硝酸锂，加水溶解，加入一定量的草酸钠溶液，待沉淀完全后，静置抽滤，固体干燥后经500-600℃的高温煅烧分解4小时后得氧化物，氧化物在高压釜中，并加入CaH2为催化剂，在180℃和20kg/cm2氢压下固体加氢4-5小时后得铝锂混合单质。在有机溶剂四氢呋喃中加入催化剂萘和TiCl4，通入氢气常温常压下氢化4-5小时，得氢化铝锂产物。
权利要求
1.一种氢化铝锂的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤(1)将锂盐和铝盐溶于水中，在水溶液中加入沉淀剂碳酸盐或草酸盐，让Li+、Al3+离子以碳酸锂、碳酸铝或草酸锂、草酸铝的形式沉淀，反应方程式为式中x表示可溶性铝盐、锂盐的阴离子。(2)过滤后，将沉淀干燥，再经500-600℃的高温处理3-5小时，得铝锂混合氧化物。(3)该氧化物在催化剂CaH2存在下，反应温度控制在150-200℃，氢气压力为15-25kg/cm2，固体氢化3-5小时，得铝锂混合单质。(4)将所得的铝锂混合单质在四氢呋喃中，在催化剂萘和TiCl4存在下，在常温常压条件下，通入氢气4-5小时，得到氢化铝锂。
2.根据权利要求1所述的一种氢化铝锂的制备方法，其特征是所述的铝盐是氯化铝或硝酸铝，锂盐是氯化锂或硝酸锂。
3.根据权利要求1或2所述的一种氢化铝锂的制备方法，其特征是所述的第(1)步在水溶液中加入的沉淀剂碳酸盐是碳酸钠，草酸盐是草酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的一种氢化铝锂的制备方法，其特征是所述的第(3)步的还原温度为180℃，氢气压力为20kg/cm2。
全文摘要
本发明涉及一种金属氢化物，具体属于氢化铝锂的制备方法。其特征是以可溶性铝盐、锂盐为原料，在水溶液中加入沉淀剂，使Al
文档编号C01B6/24GK1559883SQ20041002856
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月12日 优先权日2004年3月12日
发明者张智敏, 王自为, 任建国, 马琦, 刘爱坤 申请人:山西大学