硼酸盐的水解释氢反应及注意事项

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：硼酸盐或硼氢化物（LiBH4、NaBH4，…采用饱和硼砂溶液可以很容易控制水解释氢反应的反应速度，这个过程也是稳定的；而根据上面的反应方程式，添加催化剂从理论上说，是可以促进硼酸盐分解的。实际上，硼酸盐水解释氢反应是不完全的，最终的反应产物并不是氧化物形式，而是更加稳定的氢氧化物，因此，实际释氢量降至一半左右。对于硼酸盐的大批量生产，一定要注意不要在化学再生过程中产生硼，因为它有剧毒。

硼酸盐或硼氢化物（LiBH₄、NaBH₄，…，Ca（BH₄）₂）与铝氢化物的分子结构很像，由于上述材料具有两种释放氢气的形式，因此我们将其分别归类。其一是热释放，不过这种材料发生释氢过程的温度（最低温度要大于400℃）又被证实过高，以至于无法实用化。另一种是水解释氢反应。早在21世纪初，汽车制造商已经在为燃料电池提供氢气的实验中认可了这种方案的可行性。此外，也有人提出了采用类似于“一次性”墨盒的集成化容器为移动系统供氢的设想。

按照第二种释氢模式，钠化合物NaBH₄（理论储氢密度为15.6%）是这类反应过程的唯一反应动力：

因为是放热反应，原则上不需要任何额外的能量就可以（部分地）发生水解释氢反应。但就反应动力而言，反应需在140～180℃之间才能开始。采用饱和硼砂溶液可以很容易控制水解释氢反应的反应速度，这个过程也是稳定的；而根据上面的反应方程式，添加催化剂从理论上说，是可以促进硼酸盐分解的。实际上，硼酸盐水解释氢反应是不完全的，最终的反应产物并不是氧化物形式，而是更加稳定的氢氧化物，因此，实际释氢量降至一半左右。只有当硼氢化钠溶液浓度在5%之上时，才会发生上述的水解释氢反应。对于硼酸盐的大批量生产，一定要注意不要在化学再生过程中产生硼，因为它有剧毒。

硼酸盐的水解释氢反应及注意事项

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