氢化钙的制备

背景及概述^[1][2]

氢化钙通常由纯度为99.5％精制钙在高温下通入提纯氢气反应制得，在常温下与干燥空气、氮气和氯气均不反应，遇水分解是能释放出大量高纯氢气的材料，氢化钙可作为轻便的氢气发生剂，应用于野外作业时能提供高效能源，且释放出氢负离子具有人体保健作用等。

氢化钙

应用^[3]

氢化钙还原氯硅烷制备氢硅烷

250mL四口圆底烧瓶经干燥，连接机械搅拌器，球形冷凝管，恒压漏斗及导气装置，抽真空置换氮气三次，同时热风枪烘烤除去附着水汽。在氮气气氛下，向反应瓶中加入，9.3g(0.22mol)氢化钙，0.38g(0.01mol)氢化铝锂，25mL二乙二醇二甲醚溶剂，40gZrO2陶瓷微球(φ＝0.90mm)。向恒压漏斗中加入41.5mL(0.2mol)Ph2SiCl2，机械搅拌下缓慢滴加到反应瓶中。滴加完成后，加热至110℃，反应21h，得到产物Ph2SiH2，根据反应体系的1H-NMR谱(图3)积分面积可以算出，产物的转化率为84.8％。。

制备^[2]

氢化钙（CaH2）通常由纯度约99.5%精制钙在高温下通入提纯氢气反应制得。其在常温下与干燥空气、氮气、氯气均不反应,但在高温下可与上述气体发生化学反应，分别生成氧化钙、碳化钙、氯化钙。因此，以上及其他常规物理化学制备方法都存在最终反应产物成份较难把握、反应条件较难控制、制备成本较高和制备效率较低等缺陷，特别是至今未见能用氢化钙同时化学吸附储氢和储氧的报道。中国专利CN102826511B公开的一种活性氢化钙的制备方法及装置，将氢化钙粉末在干燥的空气和少量氢气的混合环境中，高温反应，得到同时吸附氢和氧的活化氢化钙固体。中国专利CN102198933B公开的一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂的制备方法，硼氢化钙和一氨合硼氢化锂在惰性气体中研磨或球磨制得，但是常规物理化学制备氢化钙的反应条件和产物成分的可操控性较低，而且氢化钙在高温下氢也会有少量损失。

具体方法：

块状金属钙，用钢锯锯成屑状，称取1.0g放在样品管中，在惰气气氛、200-400℃温度下活化2h，然后冷却加入到装有萘0.64g反应瓶中，抽空、充氢气、用注射器加入25mL THF和0.02mL溴乙烷，油浴控温45℃、电磁搅拌、开始反应，氢气吸收量用常压自动量气管测量。反应十分钟后无色溶液上层开始逐渐变成乳白色浑浊，反应半小时后开始吸氢。随着反应的进行，反应体系颜色逐渐加深，最终成为灰蓝色。约48小时加氢结束，离心分离出液相，用四氢呋喃洗涤三次，微热下(80℃)真空干燥2小时即得产品。

低氮高纯氢化钙制备方法

(1)将装有纯度大于99％，块状体积为3cm×3cm的高纯钙的不锈钢坩埚放入炉内，抽真空至10-3Pa，高纯氢气清洗3次，得到预处理的高纯钙。

(2)将预处理的高纯钙放入高纯氢气至微正压状态(0.2MPa)，以3℃/min的速度升温至300℃并恒温0.5h，然后通入氢气(流速0.1L/min)进行氢化0.5h，保持氢气气压为微正压状态(0.2MPa)，以3℃/min的速度升温至500℃并恒温0.5h，然后通入氢气(流速0.1L/min)进行氢化0.5h，在氢气氛围下冷却至室温，出炉后，将产物破碎筛分，得到低氮高纯氢化钙基体。

(3)按质量百分比为亚硝酸钠30％、硝酸钠10％、硝酸钾60％配置，加热至在280℃使各组分充分融化后搅拌均匀，冷却固化后破碎，得到复合硝酸盐。

(4)将复合硝酸盐和低氮高纯氢化钙基体置于不锈钢坩埚内，放置于加热炉中，加热炉以10℃/h的速率从室温升至150℃，保温1h，继续升温到450℃，保温20h，以600℃/h的降温速度冷却至150℃，取出冷却至室温，得到改性的低氮高纯氢化钙。

(5)将改性的低氮高纯氢化钙置于去离子水中，超声清洗干净，并在100℃烘箱内烘干，自然冷却至室温，得到含阻氢渗透涂层的低氮高纯氢化钙。

主要参考资料

[1] 李冰. (2008). 氢化钙高压原位拉曼研究. (Doctoral dissertation, 吉林大学).

[2] 瑞 侯, 廖世健, 杰 徐, 范荫恒, & 邹云玲. (2008). 纳米氢化钙及制备方法.

[3] 周维善, 吴日南, & 王志民. (1988). 在氢化钙-硅胶存在下的烯丙醇催化不对称环氧化. 有机化学.