Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten
In einer Reihe von Veröffentlichungen wird die
Darstellung von Boranaten durch Umsetzung von
Borsäureverbindungen, wie Boroxyd, Alkaliboraten,
Borhalogeniden, Borhalogenokomplexen, Bororgano-
verbindungen usw. mit Metallhydriden in Subtanz
bzw. in statu nascendi beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist ein `'erfahren zur
Herstellung von Al.kaliboranaten, das darin besteht.
daß Alkalimetaborate oder vergleichbare Metalloxyd-
Boroxyd-Gemische mit Aluminium oder Legierungen
dieses Metalls z. B. mit Magnesium und Wasserstoff
bei Temperaturen über 100° C und erhöhtem Druck-
umgesetzt werden. An Stelle von. Aluminium können
auch andere Metalle, deren Oxyde unter den Be-
dingungen der Reaktion durch Wasserstoff nicht re-
duziert werden, beim erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzt werden, wobei jedoch Alkali- und Erdalkali-
metalle sowie urlegiertes Magnesium ausgenommen
sind. Der Zusatz von Katalysatoren, welche die Bil-
dung zusammenhängender Oxydschichten auf Alumi-
nium verhindern, wie Quecksilber, Quecksilberverbin-
dungen, Aluminiumhalogenide und Siliciumlialogenide,
oder anderen reaktionsfördernden Stoffen, wie Ca Cl."
Si O." verbessert in erheblichem Maße die Ausbeute.
Da kein Verfahren bekannt ist, nach dem man mit
Sicherheit durch Erhitzen vonAluminium mit""asser-
stoff unter Druck- und Temperaturbedingungen, wie
sie beim Verfahren gemäß der Erfindung eingehalten
werden müssen, Aluminiumhydrid erhalten kann und
außerdem bei den gewählten Reaktionsbedingungen
der Existenzl)ereich des Aluminiumhydrids über-
schritten ist, erfolgt hier die Boranatbildung durch
primäre Reduktion des Borates durch das Metall und
anschließende Anlagerung von Wasserstoff. Es ist
selbstverständlich, daß bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Reaktionsbedingungen, besonders die
Höhe der Reaktionstemperatur, so zu wählen sind.
daß sie den Beständigkeitsbereich des Alkal,iboranats
nicht überschreiten; die obere Grenze des Temperatur-
bereichs, innerhalb dessen \atriumboranat beständig
ist, liegt unter 60 atü Druck bei 600 bis 850° C.
Beispiel l
Eine Mischung von 80- Aluminiumpulver (9-1%
Al), 130 g Natriummetaborat (@TaBOz) und 2 g
Quecksilber(II)-Chlorid (Hg CIz) wird in scharf ge-
trocknetem Zustand 8 Stunden in der Kugelmühle
unter Argon gemahlen und anschließend 8 Stunden
mit Wasserstoff unter einem Druck von 60 atü bei
570° C erhitzt. Aus der erhaltenen Reaktionsmischung
wird mit flüssigem Ammoniak das in guter Ausbeute
erhaltene Boranat in Form des reinen \Tatriumsalzes
(96% \aBH4) isoliert.
Beispiel 2
Eine vorher in der Kugelmühle unter Inertgas ge-
mahlene trockene Mischung aus 65 g Natriummeta-
horat, 220 g Calciumchlorid und 100 g einer Mabmie-
sium-Aluminium-Legierung (mit 60 Gewichtsprozent
AI) wird 8 Stunden im Autoklav unter einem Druck
von 60 atü mit Wasserstoff auf ü70° C erhitzt. Dabei
bildet sich in sehr guter Ausbeute \Tatriumboranat,
das aus dem erhaltenen Reaktionsprodukt mit Lö-
sungsm.itteln, wie flüssigem Ammoniak bzw. Iso@
propylamin, in reiner Form (96'% \7a13 H4) extrahiert
wird.
Process for the production of alkali boranates In a number of publications, the
Representation of boranates through implementation of
Boric acid compounds, such as boron oxide, alkali borates,
Boron halides, boron halogen complexes, boron organo-
compounds etc. with metal hydrides in substance
or described in statu nascendi.
The subject of the invention is an '' experienced for
Manufacture of Al.caliboranates, which consists in it.
that alkali metaborates or comparable metal oxide
Boron oxide mixtures with aluminum or alloys
this metal z. B. with magnesium and hydrogen
at temperatures above 100 ° C and increased pressure
implemented. Instead of. Aluminum can
also other metals, the oxides of which are
conditions of the reaction by hydrogen not
be reduced in the method according to the invention
are used, but alkali and alkaline earth
metals and unalloyed magnesium are excluded
are. The addition of catalysts, which
formation of coherent oxide layers on aluminum
nium, such as mercury, mercury compounds
compounds, aluminum halides and silicon halides,
or other reaction-promoting substances, such as Ca Cl. "
Si O. "significantly improves the yield.
Since there is no known method according to which one can use
Safety by heating aluminum with "" water
substance under pressure and temperature conditions, such as
they are complied with in the method according to the invention
must be obtained, aluminum hydride can and
also under the chosen reaction conditions
the existence of aluminum hydride exceeds
is stepped, the boranate formation takes place here
primary reduction of the borate by the metal and
subsequent addition of hydrogen. It is
of course that in the inventive
Process the reaction conditions, especially the
The level of the reaction temperature must be chosen.
that they exceed the resistance range of the alkali, iboranat
do not exceed; the upper limit of the temperature
range within which \ atrium boranate is stable
is, is below 60 atmospheres pressure at 600 to 850 ° C.
Example l A mixture of 80 aluminum powder (9-1%
Al), 130 g sodium metaborate (@TaBOz) and 2 g
Mercury (II) chloride (Hg CIz) is sharply
dry for 8 hours in the ball mill
ground under argon and then 8 hours
with hydrogen under a pressure of 60 atm
Heated to 570 ° C. From the reaction mixture obtained
this is done with liquid ammonia in good yield
obtained boranate in the form of the pure sodium salt
(96% \ aBH4) isolated.
Example 2 A previously in the ball mill under inert gas
ground dry mixture of 65 g sodium meta-
horat, 220 g calcium chloride and 100 g of a Mabmie
sium-aluminum alloy (with 60 percent by weight
AI) is 8 hours in the autoclave under one pressure
heated from 60 atü with hydrogen to over 70 ° C. Included
Forms sodium boronate in very good yield,
from the reaction product obtained with solvent
solvents such as liquid ammonia or iso @
propylamine, extracted in pure form (96% \ 7a13 H4)
will.