理论教育 配位氢化物和分子型氢化物特征及储氢性能

配位氢化物和分子型氢化物特征及储氢性能

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:无机非金属氢化物主要包含配位氢化物和分子型氢化物两种。配位氢化物是指由金属阳离子和含氢配位阴离子构成的结构复杂的氢化物。根据配位离子的不同,配位氢化物可分为不同的种类。比如LiBH4,储氢密度达到18.36wt%和122.5kg/m3,加热至熔点之上,逐渐分解放出氢气;可逆吸氢反应在600℃及35MPa氢压下进行[4]。然而,它与乙烷在性质上大不相同,因为硼氨是固体而乙烷是气体。硼氨的储氢密度为19.6wt%和145kg/m3,通过添加催化剂,可在70℃下快速放氢。

配位氢化物和分子型氢化物特征及储氢性能

无机非金属氢化物主要包含配位氢化物和分子型氢化物两种。

配位氢化物是指由金属阳离子(如Li+、Na+、Mg2+等)和含氢配位阴离子(如AlH4-、NH2-、BH4-等,见图9-1)构成的结构复杂的氢化物。根据配位离子的不同,配位氢化物可分为不同的种类(见表9-2)。配位铝氢化物(NaAlH4等)、金属氮氢化物(LiNH2等)和金属硼氢化物(LiBH4等)等3类氢化物,储氢密度高,受到了更多的关注。这类化合物的放氢过程伴随着吸热反应,理论上可通过调节温度和氢气压力实现可逆储氢。比如LiBH4,储氢密度达到18.36wt%和122.5kg/m3,加热至熔点(268℃)之上,逐渐分解放出氢气;可逆吸氢反应在600℃及35MPa氢压下进行[4]

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图9-1 配位阴离子AlH4-、BH4-和NH2-晶体结构模型(氢原子位于中心原子周围)(www.daowen.com)

a)中心原子代表Al或B b)中心原子代表N

硼氨(NH3BH3,俗称AB)作为分子型氢化物,也是一种代表性的无机非金属氢化物。它是乙烷的等电子体,结构与乙烷类似。然而,它与乙烷在性质上大不相同,因为硼氨是固体而乙烷是气体(沸点为-181℃,相差284℃)。硼氨的储氢密度为19.6wt%和145kg/m3,通过添加催化剂,可在70℃下快速放氢。

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