一种聚合物储氢材料多乙烯多胺基硼烷及其制备方法和使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新材料合成领域，特别是氨基硼烷类化合物储氢材料。
【背景技术】
[0002] 氨基硼烷类化合物近年来被进行了大量的研宄，其不仅可以被作为储氢材料使 用，还可以被用作还原剂应用于有机合成。
[0003] 氨基硼烷（NH3BH3)是最简单的氨基硼烷类化合物，由于其高的理论含氢量 (19. 6wt% )，相对较低的放氢温度（100°C左右即可放出大量氢气），近年来成为各国科研 工作者的研宄热点。然而，氨基硼烷固相热解放氢过程中也存在许多缺点，例如：（1)放氢 过程中伴随有大量[NH 2BH2]n和[NHBH] 3的挥发，大大降低放氢纯度。⑵在低于100°C时， 放氢过程有几十分钟到数个小时的诱导期，只能放出极少量的氢气。（3)放氢中后期，氨基 硼烷熔融发泡，体积膨胀几十到几百倍。因此，大大限制了其作为储氢材料的应用。
[0004] 除了结构最简单的氨基硼烷（NH3BH3)外，通过用碱金属或烷基取代N上的氢原子， 一系列的碱金属取代氨基硼烷（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）被制备出来并进行了研宄。 碱金属取代氨基硼烷主要被作为储氢材料进行了大量研宄；烷基取代氨基硼烷不仅被作为 储氢材料进行研宄，还在有机合成反应中被用于碳碳、碳氮、碳氧不饱和键的还原、缩醛的 还原、酰胺键的还原裂解、催化不对称还原反应等。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新型聚合物储氢材料多乙烯多胺基 硼烷，其不仅可以被用作储氢材料，还有被用作有机合成还原剂和化学推进剂的潜质。
[0006] 本发明要解决的第二个技术问题是提供一种制备多乙烯多胺基硼烷的方法。
[0007] 本发明要解决的第三个技术问题是提供一种多乙烯多胺基硼烷的使用方法。
[0008] 本发明的技术方案是在氨基硼烷体系中引入-CH2-CH2-基团，提供一种新型的聚 合物储氢材料一一多乙烯多胺基硼烷。反应方程式为：
[0009]
【主权项】
1. 一种聚合物储氢材料多乙烯多胺基硼烷，具有以下结构：
X、y是正整数。
2. -种制备权利要求1所述的多乙烯多胺基硼烷的方法，包括以下步骤： (1) 将多乙烯多胺干燥，除去游离水； (2) 将多乙烯多胺与硼烷的有机溶液按照N:B摩尔比1 : 1的比例混合，在20-40°C 反应4-8h; (3) 脱除溶剂，得多乙烯多胺基硼烷的粗产品； (4) 将所得粗产品用烷烃类溶剂冲洗，脱除溶剂，干燥即得产品多乙烯多胺基硼烷。
3. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，所述硼烷的有机溶液为硼烷 四氢呋喃溶液或硼烷二甲硫醚溶液。
4.根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，多乙烯多胺与硼烷的有机溶 液两种反应物混合是以200-300rpm的搅拌速度搅拌混合。
5. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，其特征是步骤（2)将多乙烯 多胺缓慢滴加到硼烷的有机溶液中，滴加速度为总体积的1% -2%每分钟。
6. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，步骤（3)脱除溶剂方式是在 20-40 °C抽真空干燥10-12h。
7. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，步骤（4)脱除溶剂方式是抽 真空干燥12-14h。
8. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，所述烷烃类溶剂是指环己烷 或沸程为30-60°C的石油醚。
9. 根据权利要求2所述的制备多乙烯多胺基硼烷的方法，其特征是步骤（4)将所得粗 产品用烷烃类溶剂冲洗3遍，硼烷的有机溶液浓度为1M/L。
10. -种权利要求1所述的多乙烯多胺基硼烷的使用方法，将多乙烯多胺基硼烷加热， 放氢温度在60-250 °C。
【专利摘要】本发明公开了一种聚合物储氢材料多乙烯多胺基硼烷及其制备方法和使用方法，所述多乙烯多胺基硼烷，具有以下结构，其中x、y是正整数：制 备方法为：(1)将多乙烯多胺干燥，除去游离水；(2)将多乙烯多胺与硼烷的有机溶液按照N：B摩尔比1：1的比例混合，在20-40℃反应4-8h； (3)脱除溶剂，得多乙烯多胺基硼烷的粗产品；(4)将所得粗产品用烷烃类溶剂冲洗，脱除溶剂，干燥即得产品多乙烯多胺基硼烷。该新型聚合物储氢材料将其 加热到60℃即可开始释放氢气，加热至150℃可释放出约2.7wt％的高纯度氢气，继续加热至250℃可以放出大约5.3wt％的氢气。
【IPC分类】C08G73-02, C01B3-02, C07F5-02
【公开号】CN104558599
【申请号】CN201510045192
【发明人】李韶峰, 程磊, 李亚楠, 宋世平, 于文杰, 王宏伟
【申请人】黎明化工研究设计院有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月29日