一种胺基金属化合物的制备方法及胺基金属化合物的应用技术

本申请公开了一种胺基金属化合物的制备方法，所述方法包括使胺基化合物与金属源接触，二者反应得到胺基金属化合物。该制备方法具有简单易行、进行彻底、反应进行程度可监控，易放大的优点。依照该方法制备的化合物作为储氢材料具有储氢量高、成本低、加氢脱氢反应温和等优点。和等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种胺基金属化合物的制备方法及胺基金属化合物的应用


[0001]本专利技术涉及一种有机-无机杂化材料的制备，具体涉及胺基金属化合物的制备及制备的胺基金属化合物在储氢领域的应用，属于材料制备


技术介绍

[0002]液态有机物储氢，具有储氢量较高(可以达到6％-8％)，性能稳定，安全性高，可循环使用，可以直接利用现有的汽油输送方式和加油站构架等优势，而且更适合大规模和长距离运输氢。传统液态有机物脱氢的温度高，难以实现低温脱氢，制约了其大规模应用和发展。不饱和芳香杂环有机物的发现有效降低了加氢和脱氢的反应温度。但是液态有机氢化物脱氢焓值仍然很高，因此需要在较高的温度下脱氢，同样不适于实际应用。
[0003]近年来，金属有机化学的发展打破了传统有机化学和无机化学的界限，同时又与理论化学、合成化学、催化化学、结构化学、生物无机化学、高分子科学、材料科学等交织在一起，成为近代化学的前沿领域之一。[Crabtree,Robert H.John Wiley&Sons,2009.][0004]胺基金属化合物是金属有机物中的一个重要分支，它起源于1856年，以第一个胺基金属有机化合物-Zn(NEt2)2的问世为标志。由于氨基本身的电子排布结构、电负性等特征，该类化合物表现出许多特异性，因此受到了广泛的关注。

技术实现思路

[0005]本申请提出的方法将金属元素引入到环状胺基化合物中，合成有机-无机杂化材料。利用金属修饰胺基化合物，提供制备胺基金属化合物的简便方法，同时降低整个化合物的脱氢焓值，从而降低脱氢温度，因此可以应用于储氢材料领域。本专利技术为了实现上述目的，采用了基于球磨法(无溶剂)和溶液法(有溶剂)的制备技术。
[0006]球磨法：在无溶剂的条件下，混合一定比例的胺基化合物与相应的金属源，机械球磨使其发生作用。反应的过程中，可以通过球磨温度和球磨转速的方法来控制反应速率。反应进行程度可以通过监测球磨罐内的压力变化进行判断。
[0007]溶液法：在溶剂中加入一定比例的胺基化合物与相应的金属源，高压反应釜内搅拌反应至平衡，除去溶剂后得到相应的胺基金属化合物。可以通过反应温度来控制反应速率。反应进行程度可以通过监测反应釜内的压力变化进行判断。
[0008]上面所述制备方案中所用材料均为易潮解或易氧化的物质，因此操作须在干燥的惰性气氛下操作，例如填充Ar的手套箱内。
[0009]本专利技术的一个方面提供了一种胺基金属化合物的制备方法，所述方法包括使胺基化合物与金属源接触，二者反应得到胺基金属化合物。
[0010]在优选的实施方式中，所述反应在有溶剂或无溶剂两种情况下进行。
[0011]在无溶剂的情况下，将胺基化合物与金属源混合，然后进行固相球磨，使二者发生反应即得胺基金属化合物。
[0012]在有溶剂的情况下，在溶液中加入胺基化合物与金属源的混合物，搅拌至反应结
束，除去溶剂即得胺基金属化合物。
[0013]在优选的实施方式中，所述金属源包括金属单质、金属氢化物、金属氨基化合物、金属亚氨基化合物和金属氮化物中的至少一种。
[0014]在优选的实施方式中，所述金属单质为碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。
[0015]优选地，碱金属选自锂、钠、钾等中的至少一种。
[0016]优选地，碱土金属选自镁、钙等中的至少一种。
[0017]优选地，过渡金属选自钛、锆、锌等中的至少一种。
[0018]所述金属氢化物为碱金属氢化物、碱土金属氢化物和过渡金属氢化物中的至少一种。
[0019]优选地，碱金属氢化物选自氢化锂、氢化钠、氢化钾等中的至少一种。
[0020]优选地，碱土金属氢化物选自氢化镁、氢化钙等中的至少一种。
[0021]优选地，过渡金属氢化物选自氢化钛、氢化锆、氢化锌等中的至少一种。
[0022]优选地，金属氨基化合物为碱金属氨基化合物、碱土金属氨基化合物中的至少一种。
[0023]优选地，金属氨基化合物为氨基锂、氨基钠、氨基钾、氨基镁、氨基钙、氨基锶、氨基钡等中的至少一种。
[0024]优选地，金属亚氨基化合物为碱金属亚氨基化合物、碱土金属亚氨基化合物中的至少一种。
[0025]优选地，金属亚氨基化合物为亚氨基锂、亚氨基钠、亚氨基钾、亚氨基镁、亚氨基钙、亚氨基锶、亚氨基钡等中的至少一种。
[0026]所述金属氮化物为氮化锂、氮化镁、氮化钙、氮化锶等中的至少一种。
[0027]所述的胺基化合物选自芳香胺类及其衍生物或者环状脂肪胺类及其衍生物中的至少一种。
[0028]优选地，所述芳香胺类及其衍生物选自苯胺、对苯二胺、间苯二胺、间苯三胺、1-萘胺、2-萘胺、二苯胺、联苯胺、吡咯、咪唑、吡唑、吲哚、氮杂吲哚和咔唑中的至少一种。
[0029]优选地，所述环状脂肪胺类及其衍生物选自环己胺、对环己二胺、间环己二胺、间环己三胺、1-全氢萘胺、2-全氢萘胺、二环己胺、吡咯烷、咪唑啉、吡唑烷、吲哚啉、全氢吲哚、二氢氮杂吲哚、全氢氮杂吲哚、四氢咔唑、八氢咔唑和十二氢咔唑中的至少一种。
[0030]在优选的实施方式中，所述胺基化合物与金属源的比例在1:20至20:1之间。
[0031]优选地，所述胺基化合物与金属源的比例上限选自20:1、10:1、5:1、4:1；优选地，所述胺基化合物与金属源的比例下限选自1:20、1:10、1:5、1:4。
[0032]在优选的实施方式中，所述胺基化合物与金属源的比例为1:1。
[0033]在优选的实施方式中，在无溶剂的情况下，所述球磨温度在-100℃至300℃之间，球磨转速在10转/分钟至500转/分钟之间，球磨时间为1小时至300小时之间。
[0034]在优选的实施方式中，在有溶剂的情况下，反应温度在-100℃至300℃之间，搅拌速度为10转/分钟至1000转/分钟之间，反应时间在1小时至300小时之间。
[0035]在优选的实施方式中，所述溶剂为乙醚、四氢呋喃、环己烷、苯等常用有机溶剂中的至少一种。
[0036]本专利技术的另一方面提供了上述制备方法制备的胺基金属化合物在储氢材料中的应用。
[0037]在优选的实施方式中，所述胺基金属化合物在过渡金属催化剂催化下，实现储氢材料的吸放氢。
[0038]所述过渡金属催化剂中的活性组分包括Pt、Pd、Ru、Rh、Fe、Co、Ni、Ir和Ag中的至少一种。
[0039]优选地，胺基金属化合物与催化剂比例在100000:1至1:10之间。
[0040]本申请能产生的有益效果包括：
[0041]1)本申请所提供的环状胺基化合物的制备方法，具有简单易行、反应进行彻底、反应进行程度可监控、可以容易地放大反应来合成产物的特点。
[0042]2)依照本申请提供的制备方法制备的环状胺基化合物具有储氢量高、成本低、加氢脱氢反应温和等优点。
附图说明
[0043]图1示出溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胺基金属化合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括使胺基化合物与金属源接触，二者反应得到胺基金属化合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应在有溶剂或无溶剂两种情况下进行，具体包括：在无溶剂的情况下，将胺基化合物与金属源混合，然后进行固相球磨，使二者发生反应即得胺基金属化合物；或在有溶剂的情况下，在溶液中加入胺基化合物与金属源的混合物，搅拌至反应结束，除去溶剂即得胺基金属化合物。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺基化合物为环状胺基化合物；所述金属源包括金属单质、金属氢化物、金属氨基化合物、金属亚氨基化合物和金属氮化物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述金属单质为碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种；所述金属氢化物为碱金属氢化物、碱土金属氢化物和过渡金属氢化物中的至少一种；所述金属氨基化合物为碱金属氨基化合物、碱土金属氨基化合物中的至少一种；所述亚氨基化合物为碱金属亚氨基化合物、碱土金属亚氨基化合物中的至少一种；所述金属氮化物选自碱金属氮化物、碱土金属氮化物中的至少一种；所述的胺基化合物选自芳香胺类及其衍生物或者环状脂肪胺类及其衍生物中的至少一种；优选地，所述芳香胺类及其衍生物选自苯胺、对苯二胺、间苯二胺、间苯三胺、1-萘胺、2-萘胺、二苯胺、联苯胺、吡咯、咪唑、吡唑、吲哚、氮杂吲哚和咔唑中的至少一种；优选地，所述环状脂肪胺类及其衍生物选自环己胺、对环己二胺、间环己二胺、间环己三胺、1-全氢萘胺、2-全氢萘胺、二环己胺、吡咯烷、咪唑啉、吡唑烷、吲哚啉、全氢吲哚、二氢氮杂吲哚、全氢氮杂吲哚、四氢咔唑、八氢咔唑和十二氢咔唑中的至少一种；优选地，所述碱金...

【专利技术属性】
技术研发人员：何腾，荆子君，于洋，陈萍，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：