的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種α-Α1Η3的制備方法，具體涉及一種化學(xué)試劑作為溶劑制備合成α-Α1Η3的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是一個(gè)國家工業(yè)增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，雖然現(xiàn)在所用的能源還是以傳統(tǒng)能源的石油、煤炭、天然氣為主，且短時(shí)間內(nèi)這種基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)還不會(huì)發(fā)生變化。但是我們當(dāng)前的傳統(tǒng)能源形勢已經(jīng)十分嚴(yán)峻，因此開發(fā)利用清潔化和低碳化新能源的趨勢逐漸明顯。
[0003]新型清潔能源的種類有很多，其中包括風(fēng)能、太陽能、潮汐能、氫能等等。在這些新型清潔能源中，氫能源具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)氫能的使用完全不產(chǎn)生任何污染，因?yàn)樗淖罱K產(chǎn)物僅僅只有水。(2)氫能的燃燒性能好、化學(xué)活性好。(3)氫能具有較高的能量比。(4)地球上儲(chǔ)氫量非常高，很多物質(zhì)都能產(chǎn)生氫。(5)能夠反復(fù)被利用。氫能雖然有美好的前景和很大潛在的應(yīng)用價(jià)值，但是氫氣的儲(chǔ)存是氫能源廣泛應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵，也是目前氫能利用的瓶頸所在。
[0004]三氫化鋁(Α1Η3)含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.1%的氫，并且在100°C左右時(shí)釋放氫氣。盡管它具有不可逆和不穩(wěn)定的性質(zhì)，但是由于它具有高儲(chǔ)氫量和低分解溫度的性質(zhì)使得它成為很有潛質(zhì)的儲(chǔ)氫材料并且近些年得到了廣泛的研究。
[0005]離子液體作為一種新興的化學(xué)試劑，不僅具有高粘度、高表面張力、低蒸汽壓等優(yōu)良物理性質(zhì)，而且具有更加優(yōu)秀的化學(xué)性質(zhì)，如本論文提出的合成α_Α1Η3的方案所基于的實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)就是離子液體可以溶解所有的氫化物。而且離子液體還有很好的熱穩(wěn)定性、可調(diào)控酸堿性和環(huán)境友好性等。本章主要探索一種無水無氧條件下合成的氯鋁酸鹽中性離子液體，并對合成條件進(jìn)行了一定的優(yōu)化，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的表征。
[0006]美國通用公司使用電解的方法合成出Α1Η3。具體方案為:在有機(jī)溶劑或離子液中以惰性金屬(銅、鉛等)/氫氣為陰極，鋁為陽極電解A1C13來制備Α1Η3。該法以濃度為1.5mol/L的LiCl和0.2-2.011101/1的41(:13的1-(1-丁基)吡啶鑰溶液為電解液，在陰極通入氫氣流后，可在電解液中沉淀出A1H3。該法可在常溫、常壓下進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決鋁和氫氣直接反應(yīng)合成α_Α1Η3所需要的條件過于苛刻的問題，而提供一種離子液體法合成α_Α1Η3的方法。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的:
[0009]將無水的A1C13加入熔融的TMPAC中，緩慢反應(yīng)至產(chǎn)生了粘稠狀黃色液體，然后加入LiAlH4、LiBH4與A1C13攪拌，最后萃取，用冷肼抽萃取液，得到粉末狀物質(zhì)。具體制備步驟如下:
[0010]一、取三甲基苯基氯化銨，裝入干燥的二口瓶中，在氬氣保護(hù)條件下，加熱至237。。，熔融；
[0011]二、取與三甲基苯基氯化銨等摩爾的無水A1C13，加入到步驟一熔融的三甲基苯基氯化銨中，保持溫度至237°c，反應(yīng)lh;
[0012]三、待步驟二反應(yīng)至產(chǎn)生粘稠狀黃色液體后，停止加熱，冷卻；
[0013]四、取摩爾比為(3?10):1:1的1^六1!14、1^8!14與41(:13加入至步驟三的液體中，在40?80°C條件下攪拌5.5?10h;其中，LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1: (10?20);
[0014]五、在步驟四攪拌完成后，加入萃取劑，進(jìn)行萃?。?br>[0015]六、使用冷肼抽萃取液，得到粉末狀物質(zhì)，即為所述的α_Α1Η3。
[0016]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0017]1、本發(fā)明工藝簡單，設(shè)備要求低，原料價(jià)格便宜；
[0018]2、本發(fā)明制備的產(chǎn)物存在α-Α1Η3，提供了一種液相制備α-Α1Η3方法，為以后的α-Α1Η3制備實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)，具有很好的科研價(jià)值和前景。
【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施例摩爾比為4:1:1的1^六1!14、1^8!14與41(:13加入至離子液體的產(chǎn)物的父1?圖；
[0020]圖2為實(shí)施例摩爾比為6:1:1的1^41!14、1^8!14與41(:13加入至離子液體的產(chǎn)物的父1?圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種離子液體法合成α-Α1Η3的方法，所述方法在無水無氧條件下進(jìn)行，具體操作步驟如下:
[0022]一、取三甲基苯基氯化銨，裝入干燥的二口瓶中，在氬氣保護(hù)條件下，加熱至237。。，熔融；
[0023]二、取與三甲基苯基氯化銨等摩爾的無水A1C13，加入到步驟一熔融的三甲基苯基氯化銨中，保持溫度至237°C，反應(yīng)lh;
[0024]三、待步驟二反應(yīng)至產(chǎn)生粘稠狀黃色液體后，停止加熱，冷卻；
[0025]四、取摩爾比為(3?10): 1:1的LiAlH4、LiBH4與A1C13加入至步驟三的液體中，在40?80°C條件下攪拌5.5?10h;其中，LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1: (10?20);
[0026]五、在步驟四攪拌完成后，加入萃取劑，進(jìn)行萃?。?br>[0027]六、使用冷肼抽萃取液，得到粉末狀物質(zhì)，即為所述的α-Α1Η3。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與A1C13摩爾比為(3?9): 1:1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與A1C13摩爾比為(3?8): 1:1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與A1C13摩爾比為(3?7): 1:1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0031]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與A1C13摩爾比為(3?6): 1:1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0032]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與AlCh摩爾比為(3?5): 1: 1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4、LiBH4與A1C13摩爾比為(3?4): 1:1。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0034]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:萃取劑為乙醚、四氫呋喃和甲苯中的一種或幾種按任意比組合。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1: (15?20)。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1: (15?18)。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】^^一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1: (10?18)。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:LiAlH4與步驟三的液體的質(zhì)量比為1:(10?15)。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟四中的攪拌溫度為40?60°C，攪拌時(shí)間為5.5?9h。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】十四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟四中的攪拌溫度為50?60°C，攪拌時(shí)間為5.5?7h。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0041]本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)【具體實(shí)施方式】的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
[0042 ]通過以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0043]實(shí)施例1
[0044]本實(shí)施例的一種離子液體法合成α-Α1Η3的方法，所述方法在無水無氧條件下進(jìn)行，具體操作步驟如下:
[0045]一、取5?8g的三甲基苯基氯化銨，裝入干燥的二口瓶中，在氬氣保護(hù)條件下，加熱至237°C，熔融；
[0046]二、取與三甲基苯基氯化銨等摩爾的無水A1C13，加入到步驟一熔融的三甲基苯基氯化銨中，保持溫度至237°C，進(jìn)行反應(yīng)；
[0047]三、待步驟二反應(yīng)至產(chǎn)生粘稠狀黃色液體后，停止加熱，冷卻；
[0048]四、取摩爾比為4:1:1的LiAlH4、LiBH4與A1C13加入至步驟三的液體中，在40°C條件下攪拌6.5h;其中，LiAlH4與步驟三的液體質(zhì)量比為1:10；
[0049]五、在步驟四攪拌完成后，加入50mL的萃取劑，進(jìn)行萃??；
[0050]六、使用冷肼抽萃取液，得到粉末狀物質(zhì)，即為所述的α-Α1Η3。
[0051 ]本實(shí)施例制得的α-Α1Η3的XRD圖如圖1所示，由圖1可知，使用JADE軟件進(jìn)行分析，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對比，檢測到有α-Α1Η3的衍射峰的存在，且衍射峰比較尖銳，結(jié)晶性比較好，說明本實(shí)施例可以成功制備出α-Α1Η3。
[0052]實(shí)施例2
[0053]本實(shí)施例的一種離子液體法合成α-Α1Η3的方法，所述方法在無水無氧條件下進(jìn)行，具體操作步驟如下:
[0054]一、取5?8g的三甲基苯基氯化銨，裝入干燥的二口瓶中，在氬氣保護(hù)條件下，加熱至237°C，熔融；
[0055]二、取與三甲基苯基氯化銨等摩爾的無水A1C13，加入到步驟一熔融的三甲基苯基氯化銨中，保持溫度至237°C，進(jìn)行反應(yīng)；
[0056]三、待步驟二反應(yīng)至產(chǎn)生粘稠狀黃色液體后，停止加熱，冷卻；
[0057]四、取摩爾比為6:1:1的LiAlH4、LiBH4與A1C13加入至步驟三的離子液體中，在40°C條件下攪拌6.5h;其中，LiAlH4與步驟三的液體質(zhì)量比為1:10;