硼烷氨络合物的储氢性能及合成方法？ ¹

硼烷氨络合物及金属氨基硼烷因其高含量而被认为是理想的储氢材料。然而，它们在放氢过程中存在一些问题，如高温、副产物和体积膨胀等，这些问题阻碍了其产业化。最近的研究通过使用廉价的催化剂，如过渡金属、过渡金属盐和过渡金属-非金属合金，采用“共沉淀法”在室温或温和条件下催化氨硼烷的放氢反应，并抑制副产物和体积膨胀现象。该反应产生了晶相的五元环状氨基硼烷(NH2BH2)5。这些催化剂还能够降低金属氨基硼烷的放氢温度，为车载燃料电池提供氢源[1]。

硼烷氨络合物的合成

图1展示了硼烷氨络合物的合成路线[2]。

一种合成硼烷氨络合物的方法是通过将二甲基苯胺硼烷和氨反应得到氨硼烷。将氨气通入含有30ml二甲基苯胺硼烷（含70mmol硼烷）的30ml甲苯溶液中，直到所有二甲基苯胺被消耗。通过11B NMR光谱监测反应进程。然后通过过滤白色固体氨硼烷来去除二甲基苯胺和甲苯，并用甲苯洗涤三次。最后在真空下干燥得到硼烷氨络合物，产率为92%。元素分析结果显示，N:44.87，H：19.46，C：小于0.5。合成路线如图1所示。

图2展示了硼烷氨络合物的另一种合成路线。

方法一：通过二甲基硫硼烷制备二甲基苯胺硼烷。将15ml二甲基苯胺（118mmol，过量12%）滴加到10ml二甲基硫硼烷（105mmol）中，在室温下搅拌，然后将溶液加热至40°C以蒸发二甲基硫，生成硼烷氨络合物。11B NMR表明，系统中残留了少量二甲基硫硼烷。合成路线如图2所示。

方法二：将碘（50毫摩尔）在50毫升DME（二甲氧基乙烷）中的溶液滴加到含有NaBH4（100毫摩尔）的50毫升DME的反应烧瓶中，氮气在大气压下流过系统。通过氮气流将乙硼烷和氢携带到含有N，N-二甲基苯胺（118mmol，过量18%）的甲苯溶液中，在水浴中搅拌，以产生二甲基苯胺硼烷。氮气通过多个烧瓶流动，并通过丙酮破坏未反应的乙硼烷。最后，硼烷氨络合物通过水银起泡器排出。反应产率约为70%。合成路线如图2所示。

参考文献

[1]硼氨烷络合物储氢性能研究. 辽宁省,中国科学院大连化学物理研究所,2011-01-01.

[2] Shore, Sheldon Gerald; et al. Methods for synthesizing ammonia borane. World Intellectual Property Organization, WO2007120511 A2 2007-10-25.