专利名称：储氢材料和释放氢的方法
技术领域：
本发明总体涉及用于储存氢的材料和释放氢的方法。背景氢基能源是目前已知能源中最清洁的能源之一，并且会毋庸置疑地在本世纪的能 源供应中发挥作用。由化石燃料燃烧引起的严重的环境污染和不可再生能源的消耗是两个 严重的问题。氢基能源被认为是解决这些问题的最具希望的选择，这是由于这种能源能够在大 多数应用中代替化石燃料。机载氢的应用(即作为用于交通工具、手提电脑、电话等的燃 料)的最大挑战是目前体系的储氢容量低。储氢介质的开发是十分重要的。目前有四种储氢体系液态氢、压缩氢气、低温吸附体系和金属氢化物体系。由于对于有限范围内使用氢的用途，用于储存氢液体或压缩气体的容器的重量通 常太重，纯态氢(液态氢或压缩氢气)的应用大多用于大规模或静止的用途。对于车载或 任何其它便携式应用，似乎储存在固体材料中的氢是最好的解决方法。因此，低温吸附体系 和金属氢化物体系是两种最具希望的体系。低温吸附体系具有重量和体积适中的优势。在该体系中，氢分子在液氮温度下与 活性碳的表面物理结合。在优化条件下，活性碳的储氢容量可达到活性碳重量的7wt%。该 体系的缺点与所需的临界条件(即低温条件)有关。金属氢化物已经被提出用作储氢体系。通过金属或金属合金化学地吸附氢形成 相应的金属氢化物。然而，通常已知某些金属氢化物经历高的操作温度(解吸温度高于 300°C，平衡氢压力高达IOOkPa)、缓慢的充氢和放氢动力学以及较低的密度。同时，尽管已知某些化合物在较低的温度和压力下吸收氢，但在这样的条件下，随 后氢的解吸可能较低。这意味着该化合物的反吸收容量低，使它们不适合或不称职作为储 S材料。目前，最具希望的储氢化合物之一为硼烷氨。硼烷氨为含有约19. 6衬％的氢的化 合物，其是含氢量最高的氢化物之一。然而，由于硼烷氨具有高的动力学障碍，该化合物的 完全脱氢需要高达500°C的温度。最近，已经描述了用于从硼烷氨氢化物产生氢的若干方法。然而这些已知方法的 缺点是该反应为固体反应，已知其受限于反应组分的移动性，并因此需要大量的动能。亟需提供用在储氢材料中的克服或者至少改善上述的一种或多种缺点的材料。还 亟需提供使用克服或者至少改善上述的一种或多种缺点的储氢材料的方法。还亟需提供用在储氢材料中的能够在较低温度和压力下释放氢的材料。简述根据第一方面，提供了储氢材料，其包含以下的至少一种(a)任选取代的M-氨基_硼烷配合物；以及(b)复合材料，其包含⑴至少一种的M-氮化合物；和(ii)包含(Y-Z)-R键的化 合物；
其中M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的元素；Z为选自元素周期表的第15族的元素；并且R为氢(H)或烃基。有利地，公开的材料可用于储存氢，并且当其处于某种条件下时，可用于释放储存 的氢气。根据第二方面，提供了释放氢的方法，其包括控制任选取代的M-氨基_硼烷配合 物的温度以释放氢的步骤，其中M为金属或准金属。根据第三方面，提供了用于释放氢的方法，其包括以下步骤(a)提供M-氮化合物；(b)提供包含(Y-Z)-R键的化合物其中M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的原子；Z为选自元素周期表的第15族的原子；并且R为氢(H)或烃基；以及(c)使M-氮化合物与所述包含(Y-Z) -R键的化合物反应以释放氢。有利地，在一实施方案中，包含(Y-Z)-R键的化合物可处在溶液中，由此加快反应 物之间的反应速率并由此加快释放氢的动力学。定义本文所用的下述词语和术语具有如下所述的含义术语“化合物”及其语法变形具有宽泛的含义，例如尤其是由元素或部分的结合形 成的产物，但不排除由明确重量比例的两种或更多种成分的化学结合形成的独特的物质。术语“金属-氮化合物”及其语法变形是指包含至少一个金属原子和至少一个氮 原子的化合物。金属原子和氮原子可以或可以不互相结合或与其它元素的原子结合。本文所用的术语“氨基”或“胺”是指-NRaRb形式的基团，其中Ra和Rb分别选自但 不限于氢、任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基和任选取代的芳基。本文所用的术语“亚氨基”是指-NH形式的基团。术语“亚胺”是指含有碳氮双键的任何化合物，并且在本文中被用来指NR2形式的 基团，其中R2选自但不限于能够与N结合的氢、烃或其它基团。本文所用的术语“硼烷”是指-BHx形式的基团，其中χ可为1、2或3。术语“脂肪族烃”是指支链、直链或环状烃链。术语“烷基”包括一价(“烷基”)和二价(“亚烷基”)的直链或支链。例如，术语 烷基包括但不限于甲基、乙基、1-丙基、异丙基、1-丁基、2-丁基、异丁基、叔丁基等。术语 “低级烷基”是指具有1至6个碳原子的烷基，例如1、2、3、4、5或6个碳原子。术语“烯基”包括一价(“烯基”)和二价(“亚烯基”)的直链或支链的不饱和脂 肪族烃基，其具有至少一个适于在烷基链中的任何位置的具有E、Z、顺式或反式立体化学的 双键。烯基的实例包括但不限于次乙基、乙烯基、烯丙基、1-甲基乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1- 丁烯基、2- 丁烯基、3- 丁烯基、1，3- 丁二烯 基等。术语“低级烯基”是指具有2至6个碳原子的烯基，例如2、3、4、5或6个碳原子。本文所用的术语“炔基”包括一价(“炔基”)和二价(“亚炔基”)直链或支链不 饱和脂肪族烃基，其具有至少一个在碳链中的任何位置的三键。炔基的实例包括但不限于 乙炔基、1-丙炔基、1- 丁炔基、2- 丁炔基等。术语“低级炔基”是指具有2至6个碳原子的 炔基，例如2、3、4、5或6个碳原子。本文所用的术语“烃基”是指具有一个或多个直接连接在分子的剩余部分上的碳 原子的基团，并具有烃的性质或主要具有烃的性质。本文所用的术语“任选取代的”是指该术语所涉及的基团可未被取代或可被一个 或多个基团取代，所述一个或多个基团独立地选自烷基、烯基、炔基、硫代烷基、环烷基、环 烯基、杂环烷基、商素、羧基、商代烷基、商代炔基、羟基、烷氧基、硫代烷氧基、烯氧基、卤代 烷氧基、商代烯氧基、硝基、氨基、硝基烷基、硝基烯基、硝基炔基、硝基杂环基、烷基氨基、二 烷基氨基、烯基胺、炔基氨基、酰基、烯酰基、炔酰基、酰氨基、二酰基氨基、酰氧基、烷基磺酰 氧基、杂环氧基、杂环氨基、商代杂环烷基、烷基亚磺酰基、烷基羰氧基、烷硫基、酰硫基、诸 如膦酰基和氧膦基的含磷基团、芳基、杂芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、氰基、氰酸酯、异氰酸 酯、-C(O)NH(烷基)和-C(O)N(烷基)2。本文所用的术语“包含(comprising)”是指“主要包括，但不一定仅包括”。诸如 “包含(comprise)，，和“包含(comprises)，，的该词“包含(comprising)，，的变形具有相应 地变化的含义。在制剂的组分浓度的上下文中，本文所用的术语“约，，通常指确定值的+/_5 %，更 通常指确定值的+/_4%，更通常指确定值的+/_3%，更通常指确定值的+/_2%，甚至更通 常指确定值的+/_1%，并且甚至更通常指确定值的+/-0. 5%。在整个本公开内容中，可以范围的形式公开某些实施方案。应当理解，以范围的形 式描述仅仅是为了方便和简洁，并且不应被解释为对所公开范围的范围的机械限制。因此， 应当认为范围的描述已经具体公开了所有可能的分范围以及该范围内的各个数值。例如， 应当认为诸如1至6的范围描述已经具体公开了诸如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3 至6等的分范围，以及该范围内的各个数值，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的宽度如何，这 都是适用的。实施方案的详细公开现在将公开储氢材料和释放氢的方法的示例性的非限制性实施方案。储氢材料，其包含以下的至少一种(c)任选取代的M-氨基_硼烷配合物；以及(d)复合材料，其包含⑴至少一种的M-氮化合物；和(ii)包含(Y-Z)-R键的化 合物；其中M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的元素；Z为选自元素周期表的第15族的元素；并且R为氢(H)或烃基。
本文所公开的M-氨基_硼烷配合物和复合材料在较低温度和/或压力下显示出 更高或相当的储氢容量。能够将本文所公开的M-氨基-硼烷配合物和复合材料用在用于 储存和释放氢的材料中。在控制合适的释放条件的因素中，温度和氢的压力是重要的。在本文公开的M-氨 基-硼烷配合物和复合材料中，在较低温度下，能够在较低的氢压力下有效地进行氢的释 放。在一实施方案中，M-氮化合物选自金属氮化物、准金属氮化物、金属氨基化合物、 准金属氨基化合物、金属亚氨基化合物(metal imide)、准金属亚氨基化合物、金属氢化 物_氮化物和准金属氢化物_氮化物。示例性的金属氮化物包括氮化锂、氮化铍、氮化镁、 氮化钙和氮化铝。示例性的金属氨基化合物包括氨基化锂、氨基化钠、氨基化钾、氨基化铍、 氨基化镁、氨基化钙、氨基化钡和氨基化铝。示例性的金属亚氨基化合物包括亚氨基锂、亚 氨基铍、亚氨基镁、亚氨基钙、亚氨基钡和亚氨基铝。示例性的金属氢化物_氮化物包括锂 氮化物_氢化物、镁氮化物_氢化物、钙氮化物_氢化物和铝氮化物_氢化物。M-氮化合物还包括三元或更高的化合物，例如LiAl (NH2)4, Li3Na (NH2) 4、 MgNa (NH2) 3 禾P NaAl (NH2) 4、Li2Mg (NH) 2、Li2Mg2 (NH) 3、Li2Ca (NH) 2、MgCa (NH) 2、LiAl (NH) 2、 NaxMg(NH) 1+x/2、LiMgN, LiCaN, Li3AlN2, Li3BN2^MgCaN 及其混合物。在一实施方案中，M-氨基-硼烷配合物可以由以下的象征性通式表示MtZvYuHpRe其中原子比为t u大于0并小于3，或者大于0并小于2，或者大于0并小于1 ；ν u大于0并小于5，或者大于0并小于4，或者大于0并小于3，或者大于0并 小于2 ；ρ u大于0并小于20，或者大于0并小于15，或者大于0并小于10，或者大于0 并小于5;并且e u大于等于0并小于9，或者大于等于0并小于7，或者大于等于0并小于5， 或者大于等于0并小于3。因此，在一实施方案中，M-氨基硼烷任选地被烃基(R)取代。在一实施方案中，M可为选自元素周期表的第1族、元素周期表的第2族和铝(Al) 的金属。在一实施方案中，M可以选自锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、 钡(Ba)和铝(Al)。在一实施方案中，Y为硼(B)，Z为氮(N)。从而，在一实施方案中，包含(Y-Z)-R的 化合物选自直链的、支链的、环状的或聚合的硼烷氨、三硼烷氨(ammonia triborane)、氨基 硼烷、亚氨基硼烷、环硼氮烷、硼吖嗪、胺硼烷和亚胺硼烷。因此，在复合材料中，M-氮化合物可以与前述(Y-Z)-R化合物之一形成配合物。可 以形成的示例性配合物包括锂氨基硼烷、钠氨基硼烷、镁氨基硼烷、钙氨基硼烷、铝氨基硼 烷、锂氨基三硼烷、钠氨基三硼烷、镁氨基三硼烷、钙氨基三硼烷和铝氨基三硼烷。在一实施方案中，通过使硼烷氨(AB)与有机碱金属配合物反应形成碱金属氨基 硼烷。在一实施方案中，能够通过使丁基锂配合物(Bu-Li)与溶解在适宜溶剂中的AB反应 合成具有组成式LiNH2BH3W锂氨基硼烷。可以将AB溶解在诸如四氢呋喃(THF)的极性有 机溶剂中。在-70°C至300°C的温度范围内LiNH2BH3解吸四(4)当量H并转化成具有化学组成式LiNBH的白色(或无色)物质。LiNH2BH3是AB的类似物。在不局限于理论的情况 下，可以想到AB中N上的H被给予更多电子的Li的取代改变了电子结构，并因此改变了储 氢性能。在一实施方案中，R为烃基，R可以选自任选取代的脂肪族烃、任选取代的芳香族 烃和杂环烃。R可以是具有低碳原子数的脂肪族烃。在一实施方案中，脂肪族烃R可以是直链或 支链，任选取代的烷基、烯基和炔基，优选低级烷基、低级烯基和低级炔基。在R为低级烷基的实施方案中，碳原子数可以是1至6个碳原子，或者1至4个碳 原子，或者1至2个碳原子。例如R可以是甲基、乙基和丙基。在R为低级烯基或低级炔基的实施方案中，碳原子数可以是2至6个碳原子，或者 2至4个碳原子，或者2个碳原子。在M-氨基-硼烷配合物被烃基取代的实施方案中，示例性的烃基取代的M-氨 基_硼烷配合物包括烷基取代的氨基_硼烷、烷基取代的亚氨基_硼烷、烷基取代的胺_硼 烷、烷基取代的氨基_三硼烷、烷基取代的亚氨基_三硼烷和烷基取代的胺_三硼烷。在加入M-氮化合物中之前，可以将包含(Y-Z) -R的化合物溶解在溶剂中以形成包 含(Y-Z)-R的化合物的溶液。在一实施方案中，将AB溶解在极性有机溶剂中，并将固体形 式的M-氮化合物如一氮化三锂粉末悬浮在AB溶液中以使一氮化三锂与AB溶液反应并释 放氢。如果M-氨基_硼烷配合物和所公开的复合材料以固体形式释放氢，则由它们产 生的氢通常会遇到高的动力学障碍。具体地，如果在固体状态下进行，则M-氮化合物与包 含(Y-Z)-R的化合物的反应受到反应组分的活动性的限制，因此需要更多能量来确保反应 (即诸如加热/球磨)。因此，如果至少将包含(Y-Z)-R的化合物溶解在溶剂中而形成溶 液，则反应的动力学障碍降低从而能够更快地释放氢。应当理解，反应物对可以是溶液(将 两种反应物都溶解在溶剂中)或悬浮液(M-氮化合物是固体形式而将包含(Y-Z)-R的化合 物溶解在溶剂中)或浆液(将至少一种反应物部分溶解在溶剂中而剩余的反应物是固体 形式)。优选地，溶剂能够溶解所有或至少一种反应组分。有利地，应当选择溶剂以确保其 不与反应物形成强的化学键，并且不会在氢解吸过程中消耗掉。优选地，该溶剂包括极性溶 剂。示例性的溶剂包括醚、水、液氨、醛、醇、酮、胺、离子液体、杂环化合物、酯、有机卤化物或 它们的混合物。该材料能够在300°C或更低的温度下解吸氢。现在将描述释放氢的方法的示例性的非限制性实施方案。该方法可以包括控制以上限定的任选取代的M-氨基_硼烷配合物的温度以释放 氢的步骤。控制步骤可包括将M-氨基-硼烷配合物加热至选自以下温度范围的温度的步骤 约-70"C至约 300"C、约-70"C至约 250°C、约-70°C至约 200 V、约-70 V至约 150°C、约-50 V 至约300°C、约-30°C至约300°C和约_10°C至约300°C。任选取代的M-氨基_硼烷配合物可以在溶剂中提供。可以将M-氨基_硼烷配合 物至少部分溶解在溶剂中。可以将M-氨基-硼烷配合物完全溶解在溶剂中。溶剂的类型 没有限制，能够是能够至少部分溶解M-氨基-硼烷配合物的任何溶剂。该溶剂可以是有机溶剂，包括醚、醛、醇、酮、胺、杂环化合物、酯、有机商化物或其混合物。该溶剂可以是水性溶 剂，如水、液氨、离子液体或其混合物。在一实施方案中，所使用的溶剂可以包括醚化合物， 如四氢呋喃、二乙基醚、二甲氧基乙烷或2-甲基四氢呋喃。应当选择溶剂，使得其不与M-氨 基_硼烷配合物形成强的化学键，并且不会在氢解吸过程中消耗掉。在任选取代的M-氨基_硼烷配合物提供在溶液中的实施方案中，控制步骤可以 包括将溶液维持在选自以下的温度下的步骤约-50°C至约200°C、约-50°C至约150°C、 约-50°C至约70°C、约-30°C至约200°C、约0°C至约200°C、约0°C至约100°C和约0°C至约 60°C中。在一实施方案中，该温度可以为约50°C。M-氨基-硼烷配合物与溶剂的摩尔比可以选自约100/1至约1/1000、约100/1至 约 1/100、约 100/1 至约 1/10、约 10/1 至约 1/1000 和约 500/1 至约 1/200。该方法可以包括步骤(a)提供M-氮化合物；(b)提供包含如上文定义的包含 (Y-Z)-R键的化合物的溶液；和(C)使M-氮化合物与溶液反应以释放氢。该方法可以包括将包含(Y-Z)-R的化合物至少部分溶解在如上文定义的适宜溶 剂中的步骤。示例性的溶剂可以包括四氢呋喃、二乙基醚或2-甲基四氢呋喃。在将包含 (Y-Z) -R键的化合物至少部分溶解在溶剂中后，该方法可以包括向溶液加入M-氮化合物的 步骤。该方法可以包括将溶液维持在选自以下的温度下的步骤约-100°C至约300°C、 约-100°c至约 250°C、约-100°c至约 200°C、约-100°C至约 150°C、约-100°C至约 100°C、 约-70"C至约300"C、约-50"C至约300 V、约-20 V至约300°C、约0 V至约300 V和约-50 V 至约200 °C。该方法可以包括从以下中选择溶剂与包含(Y-Z)-R键的化合物的摩尔比的步骤 约 100/1 至约 1/1000、约 100/1 至约 1/100、约 100/1 至约 1/10、约 10/1 至约 1/1000 和约 500/1 至约 1/200。可以通过将储氢材料放入装配有加热设备和温度控制器的反应器中来维持储氢 材料的温度。该释氢材料可以作为能源用在交通工具、固定发电站或便携电源设备中来释放 氢。交通工具可以包括能够容纳储氢材料和从储氢材料放出的氢的舱室。该舱室可以由交 通工具的发动机或PEM燃料电池的废热加热升温以从储氢材料释放氢。交通工具可以是用 于运输的任何设备。示例性的交通工具包括汽车、摩托车、船舶、火车和飞行器。
附图对公开的实施方案进行了图示，用来解释公开的实施方案的原理。然而应当 理解，设计附图仅仅是为了说明的目的，而不是对本发明的界限的限定。图1 (a)是LiNH2BH3的XRD图，图1 (b)是显示LiNH2BH3晶体结构的图。图2是显示对合成的LiNH2BH3样品进行体积释放测量的图表。图3是显示固体形式的LiNH2BH3和NaNH2BH3样品中的等温氢解吸的图表。图4是显示50°C下LiNH2BH3-THF溶液中的氢释放与时间的关系的图表。图5是显示50°C下Mg(NH2)2-NH3BH3-THF悬浮液中的氢释放与时间的关系的图表。图6是显示50°C下LiNH2-NH3BH3THF悬浮液中的氢释放与时间的关系的图表。
图7是显示50°C下Li2NH-NH3BH3THF悬浮液中的氢释放与时间的关系的图表。图8是显示50°C下Ca3N2-NH3BH3THF悬浮液中的氢释放与时间的关系的图表。
实施例进一步更详细地描述本发明的非限制性实施例，其不应以任何方式解释为限制本 发明的范围。实施例1在30ml四氢呋喃(THF，来自美国俄亥俄州的Fairfield的TediaCompany Inc.) 中溶解275. 5mg硼烷氨(AB，来自美国密苏里州的圣路易斯的Sigma-Aldrich)。加入64. 7mg LiH(来自Sigma-Aldrich)并与AB溶液在高压釜中于环境温度或约25°C下反应。反应10 小时后由压力计检测到28psi的放出的氢，其相当于2H/AB+LiH。通过对高压釜施加真空 蒸发掉反应残渣中的THF。得到无色物质，由XRD测量显示其为LiNH2BH3(如图1(a)和(b) 所示)。将由上述反应得到的300mgLiNH2BH3放入由Advanced Materials Corporation (美 国宾夕法尼亚州的匹兹堡)提供的气体反应控制器中。随后以2°C /min的加热速度将温度 从25°C升高至200°C。将初始压力设置为低于0. 1巴。如图2所示，当温度为200°C时约 1 Iwt %的氢从LiNH2BH3中释放。实施例2将约400mg LiNH2BH3 (根据实施例1合成)和NaNH2BH3 (根据实施例1中的方法 合成但使用NaH而不是LiH与NH3BH3-THF溶液反应)各自放入气体反应控制器中。对于 LiNH2BH3将温度升高到并维持在91°C，对于NaNH2BH3将温度升高到并维持在89°C。如图3 所示，约10. 9wt%的氢从LiNH2BH3样品中释放，7. 5wt%的氢从NaNH2BH3中释放。实施例3在30ml THF中溶解根据实施例1合成的300mg LiNH2BH3。将得到的溶液放入安装 有压力计的高压釜中并加热至50°C。如图4所示，在9小时内四(4)当量H原子/LiNH2BH3 从溶液中放出。实施例4在30ml THF 中溶解 275. 6mg NH3BH30 加入 471. 6mg Mg (NH2)2 (根据 Journal of Alloys and Compounds 395 (2005) 209-212中描述的方法使Mg与NH3反应而合成)形成悬 浮液。将得到的悬浮液放入安装有压力计的高压釜中并加热至50°C。如图5所示，在12小 时内三(3)当量H原子/AB从悬浮液解吸。实施例5在30ml THF 中溶解 275. 6mg NH3BH30 加入 193. 7mg LiNH2 (来自 Sigma—Aldrich) 形成悬浮液。将得到的悬浮液放入安装有压力计的高压釜中并加热至50°C。如图6所示， 在25小时内六(6)当量H原子/AB从悬浮液解吸。实施例6在30ml THF 中溶解 275. 6mg NH3BH3。力卩入 122. Img Li2NH (参照 Nature 420 (2002) 302合成)形成悬浮液。将得到的悬浮液放入安装有压力计的高压釜中并加热至 50°C。如图7所示，在13小时内5当量H原子/AB从悬浮液解吸。实施例7
在30ml THF 中溶解 275. 6mg NH3BH30 加入 415. 4mg Ca3N2 (来自 Sigma-AIdrich) 形成悬浮液。将得到的悬浮液放入安装有压力计的高压釜中并加热至50°C。如图8所示， 在50小时内五(5)当量H原子/AB从悬浮液解吸。应用公开的储氢材料可以用于储存和释放氢。从而，可以在储氢储蓄器中使用所公开 的储氢材料来保持和释放氢气。不像液态氢或压缩氢气的储存，该储氢材料是不需要在其 上压缩氢气的设备的有益材料，这降低了储存成本。该公开的材料不仅能够在相对低的温度和压力下储存氢，而且能够释放大量的
Μ,ο显然，读完前面的公开内容后在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明的 各种其它修饰和修改对于本领域技术人员会是显而易见的，所有这些修饰和修改都落入所 附的权利要求的范围。
权利要求
储氢材料，其包含以下的至少一种(a)任选取代的M 氨基 硼烷配合物；以及(b)复合材料，其包含(i)至少一种的M 氮化合物；和(ii)包含(Y Z) R键的化合物；其中M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的元素；Z为选自元素周期表的第15族的元素；并且R为氢(H)或烃基。
2.如权利要求1所述的材料，其中所述M-氮化合物选自金属氮化物、准金属氮化物、 金属氨基化合物、准金属氨基化合物、金属亚氨基化合物、准金属亚氨基化合物、金属氢化 物_氮化物和准金属氢化物_氮化物。
3.如权利要求1或2所述的材料，其中所述M-氨基-硼烷被烃基取代。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的材料，其中所述M-氨基-硼烷配合物由以 下的象征性通式表示MtZvYuHpRe其中原子比为t u大于0并小于3 ；ν u大于0并小于5 ；P u大于0并小于20 ；并且e u大于等于0并小于9。
5.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中M为选自元素周期表的第1族、元 素周期表的第2族和铝(Al)的金属。
6.如权利要求5所述的材料，其中M选自锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铍(Be)、镁(Mg)、钙 (Ca)和钡(Ba)。
7.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中Y为硼(B)。
8.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中Z为氮(N)。
9.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中R选自任选取代的脂肪族烃、任 选取代的芳香族烃和杂环烃。
10.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中所述材料能够在300°C或更低 的温度下解吸氢。
11.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中所述包含(Y-Z)-R的化合物被 溶解在溶剂中。
12.如权利要求11所述的材料，其中所述溶剂是极性有机溶剂。
13.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中所述包含(Y-Z)-R的化合物选 自直链的、支链的、环状的或聚合的硼烷氨、三硼烷氨、氨基硼烷、亚氨基硼烷、环硼氮烷、硼 吖嗪、胺硼烷和亚胺硼烷。
14.如前述权利要求中任一权利要求所述的材料，其中M-氮化合物与(Y-Z)-R的摩尔 比是 20/1 至 1/200。
15.释放氢的方法，其包括控制任选取代的M-氨基-硼烷配合物的温度以释放氢的步 骤，其中M为金属或准金属。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述控制步骤包括将所述M-氨基-硼烷配合物加 热到-70°C至300°C的温度的步骤。
17.如权利要求15所述的方法，其包括在溶液中提供所述任选取代的M-氨基-硼烷配 合物的步骤。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述控制步骤包括将所述溶液的温度维持 在-50°C至200°C的步骤。
19.释放氢的方法，其包括下述步骤(a)提供M-氮化合物；(b)提供包含(Y-Z)-R键的化合物；其中M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的原子；Z为选自元素周期表的第15族的原子；并且R为氢(H)或烃基；以及(c)使所述M-氮化合物与所述包含(Y-Z)-R键的化合物反应以释放氢。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述包含(Y-Z)-R键的化合物在溶液中。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中步骤(c)包括将所述M-氮化合物和包含 (Y-Z) -R键的化合物的温度维持在-100°C至300°C。
22.如权利要求21所述的方法，其中步骤(c)包括将所述M-氮化合物和包含(Y-Z)-R 键的化合物的温度维持在_50°C至200°C。
23.如权利要求20所述的方法，其中在所述溶液中溶剂与所述包含(Y-Z)-R键的化合 物的摩尔比是100/1至1/1000。
全文摘要
本发明公开了可包含任选取代的M-氨基-硼烷配合物或复合材料的储氢材料，该复合材料包含(i)至少一种的M-氮化合物；和(ii)包含(Y-Z)-R键的化合物。M为金属或准金属；Y为选自元素周期表的第13族的元素；Z为选自元素周期表的第15族的元素；并且R为氢(H)或烃基。
文档编号C01B3/04GK101896421SQ200880120315
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者吴国涛, 熊智涛, 陈萍 申请人:新加坡国立大学