硼氢化锌的合成及其储氢材料的制备

2025/6/10 10:21:11 作者:火星人

硼氢化锌是一种稳定的化合物,具有较高的热稳定性和相对较低的燃烧温度。它是一种强还原剂,在与空气接触时会产生氢气和锌氧化物。硼氢化锌在催化剂和材料科学中具有重要应用,具有良好的储氢性能。

硼氢化锌

制备方法

使用马弗炉对十水硼砂和石英砂进行500℃保温5h,使用小刀割除金属钠表面氧化层并切成钠条;室温下向反应釜中加入无水硼砂12.88g(0.064mol)、石英砂42.78g(0.712mol)和金属钠条22.99g(1.000mol),置换氮气后,至300℃开始充入氢气,维持在360℃温度条件下,持续充入氢气进行反应,至无吸氢后,停止反应,降温至30‑40℃,置换氮气;打开反应釜,取出其中固体物料。从固体物料中取出0.2g,分别进行碘量法和活性氢含量法检测,经计算:硼氢化反应收率为90.12%。

将剩余的固体物料全部放至1L带全回流装置的烧瓶中,加入经金属钠预处理过的740ml(698.56g)二乙二醇二甲醚,持续氮气吹扫条件下,再加入无水氯化锌68.79g(0.505mol),70℃条件下反应4h,在氮气环境下进行过滤,过滤得到硼氢化锌的二乙二醇二甲醚溶液,进行活性氢含量法检测,经计算:复分解反应收率为99.05%,硼氢化锌活性氢含量为98.79%,硼氢化钠34.09g(0.901mol)[1]。

硼氢化锌系储氢材料

提供NaBH4和ZnCl2原料粉末;对NaBH4和ZnCl2原料粉末进行第一球磨,得到初级硼氢化锌粉末;对初级硼氢化锌粉末进行第一热处理;提供Ti、Al、Ni以及Cu金属粉末;将Ti、Al、Ni以及Cu金属粉末以及热处理之后的初级硼氢化锌粉末混合,得到第一混合粉末;对第一混合粉末进行第二球磨,得到第二混合粉末;对第二混合粉末进行第二热处理,得到第三混合粉末;对第三混合粉末进行第三球磨,得到第四混合粉末;对第四混合粉末进行第三热处理。使用该方法制备的硼氢化锌材料储氢能力强,循环储氢稳定性好,基本性能能够与现有技术的实验室级硼氢化锌持平或者由于现有技术[2]。

参考文献

[1]山东国邦药业有限公司,国邦医药集团股份有限公司. 一种硼氢化锂、硼氢化锌的制备方法:CN202210819374.0[P]. 2022-09-20. 

[2]南通志乐新材料有限公司. 一种硼氢化锌系储氢材料:CN201810716909.5[P]. 2018-11-13. 

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