硼氢化铵

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硼氢化铵
英文名 Ammonium borohydride
Ammonium tetrahydroborate
别名 四氢合硼酸铵
识别
CAS号 19193-35-2  checkY
性质
化学式 NH4BH4
外观 白色晶体[1]
结构
晶体结构 面心立方(岩盐结构)[2]
空间群 Fm3m[2]
相关物质
其他阴离子 氢化铵
其他阳离子 硼氢化钠
硼氢化钾
相关化学品 硼烷氨
氮化硼
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

硼氢化铵是一种无机化合物,化学式为NH4BH4,是一种在室温下不稳定的白色晶体,于1958年被发现。它是目前已知氢含量最高(ρm = 24.5 wt% H2)的固体化合物。[3]

制备

硼氢化钠和氟化铵在−60 °C(或−78 °C[3])的液氨中反应,可以得到NH4BH4和NaF。[4]

NaBH4 + NH4F → NH4BH4 + NaF

硼氢化钠硫酸铵四氢呋喃中的反应会有NH4BH4作为中间体产生,它会和之后生成的NH3BH3反应,进一步生成[(NH3)2BH2]BH4B3N3H6等产物。[4]

NH4BH4 + NH3BH3 → [(NH3)2BH2]BH4 + H2

性质及结构

硼氢化铵在−40 °C开始分解,25 °C经过6 h便只剩50%,分解反应的产物是[BNH6]x氢气[1]在固态时,它的分解产物是(NH3BH3)2;在含有痕量的乙醚中,它分解为NH3BH3。它在液氨中稳定。[5]

NH4BH4在1.5 GPa开始发生相变,由α相转变为β相,并在3.4~4.6 GPa转变为γ相。[6]

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 R. W. Parry, D. R. Schultz, P. R. Girardot. The Preparation and Properties of Hexamminecobalt(III) Borohydride, Hexamminechromium(III) Borohydride and Ammonium Borhydride 1. Journal of the American Chemical Society. 1958-1, 80 (1): 1–3 [2019-04-01]. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01534a001. (原始内容存档于2020-11-07) (英语). 
  2. ^ 2.0 2.1 Karkamkar, Abhijeet; Kathmann, Shawn M.; Schenter, Gregory K.; Heldebrant, David J.; Hess, Nancy; Gutowski, Maciej; Autrey, Tom. Thermodynamic and Structural Investigations of Ammonium Borohydride, a Solid with a Highest Content of Thermodynamically and Kinetically Accessible Hydrogen. Chemistry of Materials. 2009, 21 (19): 4356–4358. ISSN 0897-4756. doi:10.1021/cm902385c. 
  3. ^ 3.0 3.1 Thomas K. Nielsen, Abhi Karkamkar, Mark Bowden, Flemming Besenbacher, Torben R. Jensen, Tom Autrey. Methods to stabilize and destabilize ammonium borohydride. Dalton Trans. 2013, 42 (3): 680–687 [2019-04-01]. ISSN 1477-9226. doi:10.1039/C2DT31591B (英语). 
  4. ^ 4.0 4.1 P. Veeraraghavan Ramachandran, Ameya S. Kulkarni. The role of ammonia in promoting ammonia borane synthesis. Dalton Transactions. 2016, 45 (41): 16433–16440 [2019-04-01]. ISSN 1477-9226. doi:10.1039/C6DT02925F (英语). 
  5. ^ David J. Heldebrant, Abhi Karkamkar, John C. Linehan, Tom Autrey. Synthesis of ammonia borane for hydrogen storage applications. Energy & Environmental Science. 2008, 1 (1): 156 [2019-04-01]. ISSN 1754-5692. doi:10.1039/b808865a (英语). 
  6. ^ Roxana Flacau, Yansun Yao, Dennis D. Klug, Serge Desgreniers, Christopher I. Ratcliffe. Structural phase transitions induced by pressure in ammonium borohydride. Physical Chemistry Chemical Physics. 2012, 14 (19): 7005 [2019-04-01]. ISSN 1463-9076. doi:10.1039/c2cp40160f (英语). 

拓展阅读

  • Tom Autrey. Chemical approaches to on-board hydrogen storage. The road to reversibility in "Inorganic hydrides". Preprints - American Chemical Society, Division of Energy & Fuels, 2014. 59 (1): 4. CODEN: PACSCT.