一种氨基锂的合成方法

摘要

本发明涉及材料合成领域，具体涉及一种氨基锂的合成方法。针对现有氨基锂合成的方法比较少、且过程耗能高等问题，本发明公开了一种合成氨基锂的方法。所述方法是以氢氧化锂、氢化钙及氨气为原料，首先在真空下球磨后再在氨气气氛下球磨，待反应结束后的产物经液氨分离，液体物质烘干后即可得到氨基锂。本发明提供了一种工艺简单、成本低、安全性高的合成氨基锂的方法。

权利要求

1.一种氨基锂的合成方法，其特征在于包含如下步骤：(1)在惰性气氛下，将氢化钙与氢氧化锂按一定比例加入到球磨罐中，并根据球料比装入磨球后封闭球磨罐；

(2)将球磨罐装在球磨机上并以一定的转速球磨一定时间；

(3)将步骤(2)球磨后的封闭球磨罐中的气体抽出后通入过量的氨气；

(4)将球磨罐装在球磨机上以一定转速球磨反应一定时间；

(5)球磨结束后，排出球磨罐中的气体后在惰性气氛下将粉体从球磨罐中取出并进行后处理，得到氨基锂；

其中，步骤(1)中所述的氢氧化锂为无水氢氧化锂，氢化钙与氢氧化锂的摩尔比为1：(1～1.2)；

步骤(2)中所述球磨转速为300～500r/min，球磨时间为12～60h；

步骤(3)中氨气的通入量与氢氧化锂的摩尔比为(2‑4):1；

步骤(4)中所述球磨转速为100～500r/min，球磨时间为3～50h；

步骤(5)中所述的后处理为将粉体转移至分离容器后，将液氨引入分离容器，经固液分离，收集液体并在加热条件下将液氨全部转化为可收集的氨气后，得到氨基锂。

2.如权利要求1所述的一种氨基锂的合成方法，其特征在于：步骤(1)和(5)中所述的惰性气体为氩气、氦气或者两者的混合物。

3.如权利要求1所述的一种氨基锂的合成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的球料比为(40～100)：1。

4.如权利要求1所述的一种氨基锂的合成方法，其特征在于：所述的加热条件为30～60℃。

5.如权利要求1所述的一种氨基锂的合成方法，其特征在于：该制备方法所涉及到的化学反应方程式为：

LiOH+CaH2+NH3→LiNH2+CaO+2H2。

说明书

一种氨基锂的合成方法

技术领域

[0001] 本发明属于材料合成领域，涉及一种氨基锂的合成方法。

背景技术

[0002] 氨基锂是一种无机化合物。主要用于有机合成和药物制造，同时还是具有良好前景的储氢材料。目前制备氨基锂的方法主要包括：(1)工业上用氢化锂与氨气在高温下制备
氨基锂；(2)用金属锂在氨气环境下形成锂青铜，再与芳基烯烃反应经分离得到氨基锂[I·
V·J·阿彻尔，氨基化锂的制备方法以及由所述方法可得的组合物。英国曼彻斯特，2007]。
以上方法存在着反应过程复杂、耗能高、成本高等缺点。

[0003] 现有氨基锂制备方法的一般条件需要高温，而在高温下制备不仅耗时久并且具有一定的危险性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种简单高效、耗能少且成本低的合成氨基锂的方法。

[0005] 本发明是将氢化钙和氢氧化锂先在惰性气氛下机械球磨一段时间，再通入氨气继续球磨后反应生成氨基锂和氧化钙。具体的技术方案如下：

[0006] 一种氨基锂的合成方法，包括如下步骤：

[0007] (1)在惰性气氛下，将氢化钙与氢氧化锂按一定比例加入到球磨罐中，并根据球料比装入磨球后封闭球磨罐；

[0008] (2)将装完料的球磨罐装在球磨机上并以一定的转速球磨一定时间；

[0009] (3)将步骤(2)中球磨后的球磨罐中的气体抽出后通入过量的氨气；

[0010] (4)将通入氨气后的球磨罐继续装在球磨机上以一定转速球磨反应一定时间；

[0011] (5)球磨结束后，排出球磨罐中的气体后在惰性气氛下将粉体从球磨罐中取出并进行后处理，得到氨基锂。

[0012] 步骤(1)和(5)中所述的惰性气体为氩气、氦气或者两者的混合物。

[0013] 步骤(1)中所述的氢氧化锂为无水的氢氧化锂，氢化钙与氢氧化锂的摩尔比为1：(1～1.2)。

[0014] 步骤(1)中所述的球料比为(40～100)：1，所述的球料比是指磨球的质量与物料总质量之比。

[0015] 步骤(2)中所述的球磨转速为300～500r/min，球磨时间为12～60h。

[0016] 步骤(3)中所述的过量氨气是指氨气的通入量与氢氧化锂的摩尔比为(2‑4):1。

[0017] 步骤(4)中所述的球磨转速为100～500r/min，球磨时间为3～50h。

[0018] 步骤(5)中所述的后处理为将粉体转移至分离容器后，将液氨引入分离容器，经固液分离，收集液体并在加热条件下将液氨全部转化为可收集的氨气后，得到氨基锂；所述的
加热条件为30～60℃。

[0019] 该制备方法所涉及到的化学反应方程式为：

[0020] LiOH+CaH2+NH3→LiNH2+CaO+2H2

[0021] 本发明与现有技术相比，其有益效果主要体现在：

[0022] (1)本发明所述合成氨基锂的方法反应条件无需加热，操作安全性高。

[0023] (2)本发明所述合成氨基锂的方法是利用氢氧化锂与氢化钙在机械球磨下生成氨基锂，是一种高效且节约成本的合成技术。

附图说明

[0024] 图1为实施例1反应生成产物的傅里叶红外光谱图。

具体实施方式

[0025] 下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

[0026] 实施例1

[0027] 在氩气气氛下，将0.95g氢化钙与0.54g氢氧化锂均匀混合加入球磨罐中，其中磨球总重量与物料总重量比为60：1，使球磨罐于500r/min的转速连续球磨24h。用真空泵将球
磨罐抽完真空后向球磨罐中通入氨气且氨气与氢氧化锂的摩尔比为2：1，然后继续使球磨
罐于500r/min的转速连续球磨24h。球磨结束后得到的产物为氨基锂与氧化钙的混合物，在
氩气气氛下将产物转移至分离容器，随后将液氨引入分离容器，经固液分离将氧化钙过滤
掉，使剩余液态物质加热到50℃，待液氨全部转化为氨气并收集完后，即获得氨基锂。图1为
产物对应的傅里叶红外光谱图，所得产物为氨基锂。

[0028] 实施例2

[0029] 在氩气气氛下，将0.89g氢化钙与0.61g氢氧化锂均匀混合加入球磨罐中，其中磨球总重量与物料总重量比为100：1，使球磨罐于500r/min的转速连续球磨60h。用真空泵将
球磨罐抽完真空后向球磨罐中通入氨气且氨气与氢氧化锂的摩尔比为4：1，然后继续使球
磨罐于400r/min的转速连续球磨12h。球磨结束后得到氨基锂与氧化钙的混合物，在氩气气
氛下将其转移至分离容器，随后将液氨引入分离容器，经固液分离将氧化钙过滤掉，使剩余
液态物质加热到60℃，待液氨全部转化为氨气并收集完后，即获得氨基锂。

[0030] 实施例3

[0031] 在氦气气氛下，将0.61g氢化钙与0.39g氢氧化锂均匀混合加入球磨罐中，其中磨球总重量与物料总重量比为40：1，使球磨罐于300r/min的转速连续球磨12h。用真空泵将球
磨罐抽完真空后向球磨罐中通入氨气且氨气与氢氧化锂的摩尔比为3：1，然后继续使球磨
罐于500r/min的转速连续球磨3h。球磨结束后得到氨基锂与氧化钙的混合物，在氦气气氛
下将其转移至分离容器，随后将液氨引入分离容器，经固液分离将氧化钙过滤掉，使剩余液
态物质加热到40℃，待液氨全部转化为氨气并收集完后，即获得氨基锂。

[0032] 实施例4

[0033] 在氩气和氦气的混合气氛下，将0.64g氢化钙与0.36g氢氧化锂均匀混合加入球磨罐中，其中磨球总重量与物料总重量比为80：1，使球磨罐于500r/min的转速连续球磨24h。
用真空泵将球磨罐抽完真空后向球磨罐中通入氨气且氨气与氢氧化锂的摩尔比为4：1，然
后继续使球磨罐于100r/min的转速连续球磨50h。球磨结束后得到氨基锂与氧化钙的混合
物，在氩气和氦气的混合气氛下将其转移至分离容器，随后将液氨引入分离容器，经固液分
离将氧化钙过滤掉，使剩余液态物质加热到30℃，待液氨全部转化为氨气并收集完后，即获
得氨基锂。

[0034] 以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。