【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种金属氨基化合物、制备方法及应用，属于储氢材料。
技术介绍
1、近年来，随着经济的高速发展，环境问题与不可再生能源的快速消耗促使人们越多的把目光聚焦于可再生清洁能源的开发，氢能由于其丰富的储量，高的燃烧热值，以及无污染等特点，在可以预见的未来将是能源体系的重要组成部分。对氢能的利用需要解决的一大问题就是储存技术的不足，高性能储氢体系的开发是目前氢能发展亟需解决的难题，各国均积极出台相关政策推动开发可靠的储氢体系，以满足日益增长的氢能需求，为实现氢能的全面铺开使用做技术储备。
2、储氢材料自19世纪60年代提出以来，一直是能源领域研究的热点，碱金属及碱土金属氨基化合物-氢化物体系(amide-hydride)是一类重要的高效储氢材料，相较于传统的过渡金属合金化物，该体系具有更高的能量密度，能很好地满足现有技术标准要求。然而作为原料之一的碱金属及碱土金属氨基化合物的商业产量极为有限，且价格极为昂贵，不利于amide-hydride体系的发展及后续利用，传统的制备方法需要在高温(＞300℃)高压(＞0.1gpa)下进行操作，生产安全性堪忧，操作难度大，难以大批量生产，亟需开发一种易操作、安全可靠的制备工艺用于金属氨基化合物的生产。
技术实现思路
1、为了弥补上述现有制备技术的不足，促进amide-hydride体系快速发展，本专利技术提出一种简便易行的金属氨基化合物的制备方法，该方法反应条件温和，制备工艺简单适合规模化生产。
2、根据本申请的一个方面，
3、在非活性气氛i下，将含有金属、有机溶剂和/或碳材料、氨源的原料，机械复合，得到金属氨基化合物；
4、所述金属选自碱金属、碱土金属、第三主族金属元素中的至少一种；
5、所述氨源选自含氨/氨基的化合物。
6、可选地，氨源指化学式中为/或含nh3的化合物或能释放nh3的化合物，形态不限可以是气态、液态、固态氨基化合物的任一种。
7、可选地，所述有机溶剂含有酮类、醚类、胺类、醇类、巯类、酯类官能团中的至少一种。
8、可选地，所述有机溶剂选自甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、丙酮、二甲醚、乙醚、四氢呋喃、三甲胺、二甲胺、甲胺、三乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、甲醇、乙醇、丁醇、甲硫醇、乙硫醇、乙二硫醇、1-丙硫醇、甲酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯、甲基环戊烯醇酮、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙二胺中的至少一种。
9、可选地，所述有机溶剂选自甲醇、甲乙酮、四氢呋喃、环己烷、乙醚、乙二胺中的至少一种。
10、可选地，所述金属与所述有机溶剂的质量比为1：0.1～1：5。
11、可选地，所述金属与所述有机溶剂的质量比选自1：0.1、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5中的任意值或上述两点间的范围值。
12、可选地，所述碳材料选自石墨、石墨烯、膨胀石墨、乙炔黑中的至少一种。
13、可选地，所述金属与所述碳材料的质量比为1：0.1～1：5。
14、可选地，所述金属与所述碳材料的质量比选自1：0.1、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5中的任意值或上述任意两点间的范围值。
15、可选地，所述含氨/氨基的化合物选自氨气、液氨、固态氨基化合物的至少一种。
16、可选地，所述金属与所述含氨/氨基的化合物的摩尔比为1：2～1：10。
17、可选地，所述金属与所述含氨/氨基的化合物的摩尔比选自1：2、1：3、1：5、1：7、1：10中的任意值或上述任意两点间的范围值。
18、可选地，所述机械复合选自球磨和/或搅拌。
19、可选地，所述球磨的条件为：球磨温度为0～100℃，球磨转速为50～600转/分钟，球磨时间0.5h～50h，球磨压力为1～2mpa。
20、可选地，所述球磨温度选自0℃、10℃、30℃、50℃、70℃、100℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
21、可选地，所述球磨转速选自50转/分钟、100转/分钟、200转/分钟、300转/分钟、400转/分钟、500转/分钟、600转/分钟中的任意值或上述任意两点间的范围值。
22、可选地，所述球磨的条件为：球磨温度为10～80℃。
23、可选地，所述球磨的介质球材质选自不锈钢、玛瑙、陶瓷、硬质合金中的至少一种。
24、可选地，所述球磨的球料比为20：1～120：1。
25、可选地，所述搅拌的条件为：搅拌速率为5000～30000转/分钟，搅拌时间为1h～50h。
26、可选地，所述搅拌速率选自5000转/分钟、10000转/分钟、15000转/分钟、20000转/分钟、25000转/分钟、30000转/分钟中的任意值或上述任意两点间的范围值。
27、可选地，所述非活性气氛i选自氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氪气气氛、氙气气氛中的至少一种。
28、可选地，所述机械复合后还包括煅烧。
29、可选地，所述煅烧的气氛选自非活性气氛ii、氨气中的至少一种。
30、可选地，所述非活性气氛ii选自氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氪气气氛、氙气气氛中的至少一种。
31、可选地，所述煅烧温度为100～400℃，煅烧时间为1h～10h。
32、可选地，所述煅烧温度选自100℃、200℃、300℃、400℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
33、可选地，所述煅烧在氨气气氛下，7bar气压下，300℃下煅烧5小时。
34、可选地，本申请提供一种金属氨基化合物的制备方法，所述金属氨基化合物于室温条件下，原料金属在有机溶剂或碳材料作用下与氨源反应生成，具有极高的反应活性、均匀的颗粒尺寸。若要获得高结晶度样品，可后续增加煅烧工序。
35、可选地，合成方法主要包括以下步骤：
36、(1)在惰性气氛环境下将原料金属与一定比例有机溶剂或碳材料一起加入反应器，并加入氨源；
37、(2)机械复合使金属与氨源接触并反应；
38、(3)排除多余的反应尾气；
39、(4)如有必要可重复上述1-3步骤；
40、(5)如有必要可增加煅烧工序。
41、可选地，重复上述1-3步骤，是指当反应器中氨源含nh3量不足已与金属反应时，需重复上述1-3以保证转化率。
42、可选地，所述金属氨基化合物制备的反应器为可密封、承压的反应器，并装有连通反应器的阀门，便于向反应器内通入气体，或排出气体。
43、根据本申请的另一个方面，提供上述所述的制备方法制备的金属氨基化合物，所述金属氨基化合物的化学通式为mx(nh2)y；
44、其中0＜x≤6，0＜y≤20；m为碱金属、碱土金属、第三主族元素中的至少一种。...
【技术保护点】
1.一种金属氨基化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂含有酮类、醚类、胺类、醇类、巯类、酯类官能团中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料选自石墨、石墨烯、膨胀石墨、乙炔黑中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氨/氨基的化合物选自氨气、液氨、固态氨基化合物中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述机械复合选自球磨和/或搅拌；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非活性气氛I选自氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氪气气氛、氙气气氛中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述机械复合后还包括煅烧；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为100～400℃，煅烧时间为1～10h。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的金属氨基化合物，其特征在于，所述金属氨基化合物的化学通式为M
10.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的金属氨基化合物、权利要求9所述的金属氨基化合物中的至少一种在储氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种金属氨基化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂含有酮类、醚类、胺类、醇类、巯类、酯类官能团中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料选自石墨、石墨烯、膨胀石墨、乙炔黑中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氨/氨基的化合物选自氨气、液氨、固态氨基化合物中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述机械复合选自球磨和/或搅拌；
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹湖军，邹韧，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：
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