一种十二氢十二硼酸双四乙基铵的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机化学合成领域，具体涉及一种十二氢十二硼酸双四乙基铵的制备方法。
技术背景
[0002]离子型硼氢酸盐类超高燃速调节剂具有稳定性好、毒性低、燃烧值高、合成方便、成本较低等优点，因此近年来，该类化合物的制备及其研宄工作受到越来越广泛的关注。其中，十二氢十二硼酸根为正二十面体构型，具有较高的稳定性，因此在高能火箭燃料添加剂、新型材料以及化学储氢等方面有广泛的应用前景。但是，目前合成十二氢十二硼酸盐的方法反应时间长，分离提纯步骤繁琐，产物收率也较低，因此急需对其制备方法进行改进。
【发明内容】
[0003]针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种反应时间短，分离提纯方法简便、收率高的十二氢十二硼酸双四乙基铵的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用微波裂解制备得到十二氢十二硼酸双四乙基铵，其具体采用如下技术方案:
在带有尾气吸收装置的微波反应器中依次加入硼氢化钠、四乙基氯化铵、复合催化剂、去离子水、石蜡油，搅拌均匀后在25~30°C下300W微波照射60~80s ;再在200~205°C下800W微波照射60min~80min，然后将反应得到的混合物取出，加入石油醚后过滤，在过滤后得到的滤饼中加入水，80~85°C下加热回流50~60min后冷却过滤，将滤液蒸干后再加入体积百分比为80%的异丙醇，65~70°C下加热回流30min后热滤，滤液冷却，室温下过滤后即可得到类白色结晶状十二氢十二硼酸双四乙基铵产品。
[0005]上述步骤中复合催化剂由催化剂A及催化剂助剂B复合而成，其中催化剂A为金属铁(Fe)、锌(Zn)中的一种，优选Zn ;催化剂助剂B为金属氧化物氧化铝(A1203)、氧化镁(MgO)、氧化铜(CuO)、二氧化猛(MnO2)等中的任一种，优选二氧化猛(MnO2);催化剂A与催化剂助剂B的质量比为1:2~3，总用量为四乙基氯化铵质量的0.1-0.2%。
[0006]上述步骤中四乙基氯化铵、硼氢化钠、去离子水、石蜡油的质量比为1:0.15-
0.25:0.25?0.35:2.5?3.5。
[0007]上述步骤中石油醚用量为石蜡油质量的2倍；滤饼与水的质量比为1:10~ 20 ;滤饼与体积百分比80%异丙醇的质量比为1:2~5。
[0008]本发明对十二氢十二硼酸双四乙基铵的制备方法进行了较大的创新性改进，具有以下有益效果:(1)本发明使用的复合催化剂可有效地提供热解和催化裂解所必需的能量，大大提高裂解效率，而其中催化助剂的加入可进一步增强组分间的相互作用，提升催化活性，大大缩短反应时间。(2)本发明采用了微波裂解合成法大大简化了反应步骤，缩短了反应时间，使反应更便于操作；(3)反应收率达70%以上。
【具体实施方式】
[0009]以下通过几个优选实施例对本发明合成方法作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
[0010]实施例1
该制备方法包括如下步骤:
在带尾气吸收的微波反应器中依次加入硼氢化钠40g、四乙基氯化铵199.2g、锌及二氧化猛复合催化剂0.3g、去离子水56g、石錯油558g，搅拌均勾后，在25°C下300W微波照射70s，然后200°C下800W微波照射70min，然后将反应得到的混合物取出，用1116g石油醚分散，过滤，滤饼加入水500g，80~ 85°C下加热回流I小时后冷却过滤，将滤液蒸干后再加入体积百分比80%异丙醇120g，65- 70°C下加热回流半小时后热滤，滤液冷却，室温下过滤，得到类白色结晶状十二氢十二硼酸双四乙基铵产品25.5g (收率72%)。Zn与MnO2的质量比为1:2.5。
[0011]实施例2
该制备方法包括如下步骤:
在带尾气吸收的微波反应器中依次加入硼氢化钠21g、四乙基氯化铵124.5g、锌及二氧化猛复合催化剂0.2g、去离子水37.6g、石錯油376g，搅拌均勾后，在25°C下300W微波照射60s，然后205°C下800W微波照射70min，然后将反应得到的混合物取出，用752g石油醚过滤，滤饼加入水350g，80~85°C下加热回流I小时后冷却过滤，将滤液蒸干后再加入80%异丙醇75g，65~70°C下加热回流半小时后热滤，滤液冷却，室温下过滤，得到类白色结晶状十二氢十二硼酸双四乙基铵产品113.21g (收率71%)。Zn与MnO2的质量比为1:2。
【主权项】
1.一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，其特征在于:通过以下步骤实现: 在带有尾气吸收装置的微波反应器中依次加入硼氢化钠、四乙基氯化铵、复合催化剂、去离子水、石蜡油，搅拌均匀后在25~30°c下300W微波照射60~80s ;再在200~205°C下800W微波照射60min~80min，然后将反应得到的混合物取出，加入石油醚后过滤，在过滤后的滤饼中加入水，在80~85°C下加热回流50~60min后冷却过滤，将滤液蒸干后再加入体积百分比为80%的异丙醇，在65~70°C下加热回流30min后热滤，滤液冷却，室温下过滤后得到十二氢十二硼酸双四乙基铵产品； 其中，所述的复合催化剂由催化剂A及催化剂助剂B复合而成，其中催化剂A为金属锌、铁中的一种；催化剂助剂B为金属氧化物氧化铝、氧化镁、氧化铜、二氧化锰等中的任一种；催化剂A与催化剂助剂B的质量比为1:2~3。
2.如权利要求1所述的一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，其特征在于:所述的复合催化剂优选金属锌和二氧化锰。
3.如权利要求1或2所述的一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，其特征在于:复合催化剂用量为四乙基氯化铵质量的0.1-0.2%。
4.如权利要求1所述的一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，其特征在于:所述的四乙基氯化铵、硼氢化钠、去离子水、石蜡油的质量比为1:0.15- 0.25:0.25- 0.35:2.5?3.5o
5.如权利要求1所述的一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，其特征在于:上述步骤中石油醚用量为石蜡油质量的2倍；滤饼与水的质量比为1:10~ 20 ;滤饼与体积百分比为80%的异丙醇质量比为1:2~5。
【专利摘要】本发明公开了一种制备十二氢十二硼酸双四乙基铵的方法，属于无机化学合成领域。其具体包括如下步骤：在带有尾气吸收装置的微波反应器中依次加入四乙基氯化铵、硼氢化钠、复合催化剂、去离子水、石蜡油，搅拌均匀后在25℃~30℃下300W微波照射60~80s，然后再在200~205℃下800W微波照射60min~80min，将反应得到的混合物取出并用石油醚过滤，在滤饼中加入水后加热回流、冷却、过滤，将滤液蒸干后再加入体积百分比为80%的异丙醇，经加热回流、热滤、滤液冷却、过滤后得到十二氢十二硼酸双四乙基铵产品。该方法具有操作简便，反应时间短，产品收率高等优点。
【IPC分类】C07C211-63, C07C209-00
【公开号】CN104557570
【申请号】CN201510040356
【发明人】杨勇, 胡孝伦, 王建莉, 郝家金, 李义波, 赵萍萍, 王娅娟
【申请人】郑州西格玛化工有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月27日