氢化铝钠
[CAS# 13770-96-2]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 氢化物、氮化物、叠氮化物 >> 氢化物
• 英文名: Sodium aluminium hydride
• 别名: Sodium tetrahydroaluminate; Sodium tetrahydroaluminate; Sodium tetrahydroaluminate(1-)
• 产品名称: 氢化铝钠
• 分子式: NaAlH₄
• 分子量: 54.00
• CAS 登录号: 13770-96-2
• EC 号码: 237-400-1
• 分子行输入简码SMILES: [Na+].[AlH4-]

物理化学性质

• 密度: 1.24 g/mL

安全数据

• 危险品标志: GHS02;GHS05;GHS07 Danger
• 危害标签: H260-H261-H302-H314
• 防护标签: P223-P231+P232-P260-P264-P270-P280-P301+P317-P301+P330+P331-P302+P335+P334-P302+P361+P354-P304+P340-P305+P354+P338-P316-P321-P330-P363-P370+P378-P402+P404-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1B	H314
与水接触会释放易燃气体的物质或混合物	Water-react.	2	H261
与水接触会释放易燃气体的物质或混合物	Water-react.	1	H260
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1A	H314

SDS

    危险化学品

发现和应用

氢化铝钠，化学式为 NaAlH₄，是一种白色至灰色固体，属于复合金属氢化物。它由钠离子 (Na⁺) 和四氢铝酸根 (AlH₄^?) 阴离子组成。该化合物在无机和有机金属化学中因其作为还原剂的作用而闻名，并且由于其高氢含量和在适当条件下的可逆分解行为，其在储氢体系中的潜力已被广泛研究。

氢化铝钠的发现可以追溯到 20 世纪中叶氢化物化学的早期发展，特别是通过研究人员探索铝与碱金属和氢的反应性。它是通过在无水和惰性条件下将氢化钠 (NaH) 与氯化铝 (AlCl₃) 或氢化铝 (AlH₃) 反应而合成的。生成的 NaAlH₄ 对水分和空气敏感，需要在干燥、惰性的环境中处理，例如手套箱或氮气或氩气等惰性气体保护下。

在合成化学中，氢化铝钠被用作强还原剂，其功能类似于氢化铝锂 (LiAlH₄)，但反应性通常较低。它能够将多种官能团（包括酯、羧酸、醛和酮）还原成相应的醇。在某些情况下，其较低的反应性是有利的，可以在较温和的反应条件下实现更可控的还原反应和更好的选择性。该化合物可用于学术研究和工业生产中，这些过程中需要进行特定的还原反应，并且副反应较少。

氢化铝钠最重要的、且已得到充分证实的应用之一是储氢领域。由于NaAlH₄的氢含量约为7.4%（重量百分比），NaAlH₄已被研究作为燃料电池技术中固态储氢的候选材料。在合适的催化剂（例如钛基化合物）存在下加热时，氢化铝钠会发生可逆脱氢反应，释放出氢分子。这些反应会先生成中间体氢化物（例如Na₃AlH₆），最终生成氢化钠（NaH）和铝金属，整个过程在特定的温度和压力条件下是可逆的。这种可逆性使其在需要安全储存氢气并按需释放的应用中具有吸引力。

催化掺杂，尤其是钛或其他过渡金属的掺杂，已被证明可以显著改善氢化铝钠中氢的释放和吸收动力学。这些研究加深了对反应机理的理解，并促进了性能更佳的复合材料的开发。然而，工作温度、实际条件下的可逆性以及材料稳定性等挑战限制了其在商业储氢系统中的广泛应用。

在材料科学领域，人们对氢化铝钠的结构特性、热行为和相变进行了研究。已知它在高温下（通常高于180ºC）分解，释放氢气并形成固体分解产物。这些热特性是其在储氢中的关键，对于设计安全高效地利用NaAlH₄的系统至关重要。使用X射线衍射、热分析和光谱的详细研究有助于深入了解其在各种条件下的行为。

处理氢化铝钠时，安全考虑至关重要。它会与水和醇发生剧烈反应，释放氢气，氢气易燃，并可能与空气形成爆炸性混合物。应在干燥、惰性的环境中处理该化合物，并配备适当的防护设备。暴露在湿气或空气中也会使化合物降解，降低其有效性，并因气体析出而造成安全隐患。如果处理不当，在不适当的条件下分解该材料会导致内部压力过高或着火。

尽管存在局限性，氢化铝钠仍然是现代化学中重要的试剂和材料。它在有机合成中的应用以及在能源相关技术中的潜力持续推动着人们致力于提高其性能、稳定性和可用性。从其研究中获得的基础知识也极大地促进了人们对复合氢化物及其在可持续能源系统中的作用的更广泛理解。

参考文献

1964. Reduction of aromatic nitriles to aldehydes with sodium aluminum hydride. Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division of Chemical Science, 13(8).
DOI: 10.1007/bf00850347

2023. Hydrogenation of S6-C60(CF3)12. Russian Journal of Physical Chemistry A, 97(9).
DOI: 10.1134/s0036024423090200

2024. Single Ti atoms coupled with Ti朞 clusters enable low temperature hydrogen cycling by sodium alanate. Rare Metals, 43(6).
DOI: 10.1007/s12598-023-02608-2