一种α-AlH3及制备方法技术

本发明专利技术公开一种α

【技术实现步骤摘要】
一种
α
‑
AlH3及制备方法


[0001]本专利技术涉及推进剂材料制备领域，具体涉及一种α
‑
AlH3及制备方法。

技术介绍

[0002]α
‑
AlH3是一种二元共价氢化物，质量储氢可达10.08%，体积储氢为0.148 Kg/L（液体氢密度的2倍），鉴于其具有高含氢量、高燃烧热、无毒等特性，它可以应用在高能燃料领域。计算表明用AlH3来取代铝可以产生更低的火焰温度和更高的产气量，可以提供比铝燃料更高的比冲。同时，由于AlH3由两种强还原性原子结合组成，在其燃烧过程中产生H2，H2可以促进氧化剂快速燃烧生成Al2O3和H2O并放出大量热能。因此，AlH3由于燃烧热高、成气性好、无毒等优点可有希望成为一种新型的高能添加剂。
[0003]α
‑
AlH3是AlH3七种晶型（α、α
′
、β、γ、ε、δ、ξ）中热力学最稳定的一种，也是唯一在推进剂配方中有应用前景的一种晶型。α
‑
AlH3的制备方法较多，主要以传统的乙醚法合成为主，目前传统的乙醚法，反应体系庞大，操作工序复杂繁琐，制备过程产生的大量有毒有害废溶剂，对人类健康也会造成威胁。且制备的产品热稳定性较差，易分解，这一问题严重制约其在高能推进剂中应用。因此，研究一种操作简单，反应条件易控制，热稳定性高的α
‑
AlH3制备方法，显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决技术问题是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种α
‑
AlH3及制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种α
‑
AlH3的制备方法，包括：采用LiAlH4和AlCl3混合反应制备得到AlH3醚合物，将AlH3醚合物加入限域溶剂中反应得到α
‑
AlH3，所述限域溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚和甲苯的一种或多种。
[0006]进一步的，所述LiAlH4与无水AlCl3的质量比为（3~5）：（2~4）。
[0007]进一步的，所述AlH3醚合物与限域溶剂的质量比为（1~10）：（100~500）。
[0008]进一步的，所述N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种与甲苯的体积比为（1~2）:20具体地，包括以下步骤：步骤1：在N2保护下将LiAlH4加入反应瓶中，冰盐浴降温至0 ℃以下；步骤2：将无水AlCl3加入另一反应瓶中，再加入无水乙醚使其溶解；步骤3：在N2保护下将步骤2的溶液滴加至步骤1的反应瓶中，滴加完毕后继续反应，然后过滤得到的AlH3醚合物溶液；步骤4：在N2保护下，将步骤3得到的AlH3醚合物溶液加入限域溶剂中，升温后保温，反应结束后自然冷却至室温，过滤，得到α
‑
AlH3。
[0009]其中，所述的限域溶剂包括甲苯和N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种。
[0010]进一步的，步骤2中无水AlCl3与无水乙醚的配比为（1~10）g:（10~200）mL。
[0011]进一步的，步骤3的反应时间为10~30min。
[0012]进一步的，步骤4中升温温度为80~100℃，保温1~2h。
[0013]一种由本专利技术α
‑
AlH3的制备方法制得的α
‑
AlH3，所述α
‑
AlH3的单颗晶粒粒度为1.8~2.2μm，所述α
‑
AlH3的热分解温度191.3℃。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所用有限域溶剂较现有溶剂相比：AlH3醚合物易脱醚转晶，克服现有技术所得产品的缺陷多，易分解，晶体致密差的问题，采用限域溶剂制备的产品热稳定性高。
附图说明
[0015]图1本专利技术制备的样品α
‑
AlH3的XRD图谱；图2本专利技术制备的样品α
‑
AlH3的SEM图谱；图3本专利技术制备的样品α
‑
AlH3的DSC图谱。
具体实施方式
[0016]以下结合实施例来进一步说明本专利技术，其目的是能更好的理解本专利技术的内容所体现本专利技术的实质性特点，因此所举之例不应视为对本专利技术保护范围的限制。
[0017]本专利技术的限域溶剂是指采用该溶剂可以使AlH3醚合物易脱醚转晶时固定在一定的区域内，结晶过程可控。包括甲苯和N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种。
[0018]本专利技术的原理是在这种限域溶剂作用下，醚合物脱醚结晶过程可控，产生的晶体致密度高，缺陷较少，所以晶体的热稳定性较高。
[0019]本专利技术的制备方法具体包括以下步骤：步骤1：在N2保护下将LiAlH4加入反应瓶中，冰盐浴降温至0℃以下；步骤2：将无水AlCl3加入另一反应瓶中，再加入无水乙醚使其溶解；步骤3：在N2保护下将步骤2的溶液滴加至步骤1的反应瓶中反应，然后过滤得到的AlH3醚合物溶液；步骤4：在N2保护下，将步骤3得到的AlH3醚合物溶液加入限域溶剂中，升温后保温，反应结束后自然冷却至室温，过滤，得到α
‑
AlH3。
[0020]所述限域溶剂包括甲苯和N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种。其中N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种与甲苯的体积比为（1~2）:20。
[0021]步骤2中无水AlCl3与无水乙醚的配比为（1~10）g:（10~200）mL。
[0022]本专利技术的样品结构及相组成用X射线衍射（XRD）分析确定，采用日本理学D/MAX
‑
2400型X射线粉末衍射仪，X射线源为CuKα，波长1.54056
Å
，管电压40KV，管电流80 mA，扫描范围2θ=3
°
～90
°
，步长0.02
°
。
[0023]实施例1本实施例给出一种α
‑
AlH3的制备方法，限域溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮与甲苯的混合物，包括以下步骤：步骤1：在N2保护下将4.0gLiAlH4加入反应瓶中，冰盐浴降温至0 ℃以下；步骤2：将3.6g无水AlCl3加入另一反应瓶中，再加入无水乙醚50mL使其溶解；
步骤3：在N2保护下将步骤2的溶液滴加至步骤1的反应瓶中，滴加完毕后继续反应30min，然后过滤得到的AlH3醚合物溶液；步骤4：在N2保护下，将步骤3得到的AlH3醚合物溶液加入300 mL N
‑
甲基吡咯烷酮与甲苯的混合物中，N
‑
甲基吡咯烷酮与甲苯体积比为1:20，升温至100 ℃，保温1 h，反应结束后自然冷却至室温，过滤，得到α
‑
AlH3。
[0024]实施例2本实施例与实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种α
‑
AlH3的制备方法，其特征在于，将LiAlH4和AlCl3混合反应制备得到AlH3醚合物，将AlH3醚合物加入限域溶剂中反应得到α
‑
AlH3，所述限域溶剂包括甲苯和N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种。2.根据权利要求1所述的α
‑
AlH3的制备方法，其特征在于，所述LiAlH4与AlCl3的质量比为(3～5)：(2～4)。3.根据权利要求1所述的α
‑
AlH3的制备方法，其特征在于，所述AlH3醚合物与限域溶剂的质量比为(1～10)：(100～500)。4.根据权利要求1所述的α
‑
AlH3的制备方法，其特征在于，所述N
‑
甲基吡咯烷酮、硅酮、二苯醚中的任意一种与甲苯的体积比为(1～2):20。5.根据权利要求1所述的α
‑
AlH3的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：在N2保护下将LiAlH4加入反应瓶中，冰盐浴降温至0℃以下；步骤2：将无水AlCl3加入另一反应瓶中，再加入无水乙醚使其溶解；步骤3：在N2保护下将步骤2的溶液滴加至步骤1的反应瓶中反应，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦明娜，石强，唐望，姜俊，王子俊，陈亚杰，郭涛，汪伟，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：