本发明介绍利用离子交换技术制备八氢三硼酸盐，特别是制备八氢三硼酸铵及其他氨溶性八氢三硼酸盐的方法，这种发明在某种程度上讲是本发明者前一发明的继续和扩展。 利用离子交换技术制备硼氢化物，文献中报道很少，作者曾利用这一技术合成出〔（CH3）3NHH2〕2B10H10;EberhardAmber-ger和EdwinGut利用这一技术制备出八氢三硼酸金属盐NaB3H8的水溶液。然而利用离子交换技术制备富氢的硼氢化合物八氢三硼酸铵的方法尚未报道。
利用离子交换技术，在正常情况下能够制得对树脂不敏感的高纯度的离子化合物;但对含桥氢结构的硼氢阴离子而言，树脂常常催化它分解而难以达到预期目的。因此，为了将这一技术引入阳离子中含有活泼氢的较不稳定的富氢硼氢阴离子化合物的合成中，必须对之作出重要改进。
本发明的目的是提供利用离子交换技术制备富氢的八氢三硼酸铵的方法，这种方法包括离子的静态交换和柱上动态交换两种方式。
本发明的要点是：利用离子静态交换法制取八氢三硼酸铵是在低温下于适宜介质中阳离子进行的静态交换反应;利用离子的柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵是在低温下于适宜介质中进行的阳离子柱上交换反应和阴离子柱上交换反应（事实上阴离子的柱上动态交换过程包括八氢三硼酸根离子的交换吸附和洗脱两个过程）;本发明中选用X-4%型强酸性阳离子交换树脂和ZerolitG型弱碱性阴离子交换树脂;本发明中选用的离子交换介质为液氨-甲醇溶液;本发明中选用地离子交换温度为-10℃至-78℃，若改用较高温度进行交换反应，则在交换过程中分解发泡，使交换过程不能正确进行;本发明中八氢三硼酸根离子的来源物料为氨溶性八氢三硼酸盐，它们是八氢三硼酸金属盐（如：KB3H6）和氮鎓盐（如：Me4NB3H83，Et4NB3H8，MeN NMe2B3H8等）。
阳离子静态交换法制取八氢三硼酸铵，虽然操作简单，但难以获得较高纯度的产物。阴离子柱上交换法制取八氢三硼酸铵程序较为繁杂;消耗八氢三硼酸盐较多，其优点是可除去阳离子和像BO-3，等一些阴离子杂质;阳离子柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵不仅操作程序简便，举且易于获得较高纯度的产品。它是利用离子交换技术装备八氢三硼酸铵的较佳方法。
利用离子交换技术制备八氢三硼酸铵的程序可简述如下：阳离子柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵包括NH+4一型树脂的制备及八氢三硼酸盐与NH+4离子的交换两个步骤。在第一步骤中，树脂经甲醇反复提取除去有机杂质后，经氢氧化钠，盐酸先后处理，得H型树脂，再用纯净的氯化铵溶液使之转化为NH+4型树脂，干燥后备用;在第二步骤中，取第一步骤中制得的NH+4一型树脂用无水甲醇充分浸泡后，装上交换柱，柱上保留适当高度的甲醇液层，在干燥氮气流通下加入固体八氢三硼酸盐：交换柱外设干冰-乙醇冷浴，导入干燥氨气，使氨在柱中冷凝下来。待固体八氢三硼酸盐溶解后，停止导氨，开启交换柱下端的活塞，使八氢三硼酸盐的溶液流经树脂床，收集流出液，减压除去溶剂，即得高纯度高产率的八氢三硼酸铵。若采用阳离子静态交换的方法制取八氢三硼酸铵，只要将第一步骤制得的NH4树脂用无水甲醇充分浸泡。加入八氢三硼酸盐导入干燥氨气。纯度为93-97%的八氢三硼酸铵产品。
阴离子柱上交换法制取八氢三硼酸铵包括八氢三硼酸根离子的吸附与洗脱两个步骤。在八氢三硼酸根离子吸附过程中，将用甲醇处理过的干燥Cl--型树脂用无水甲醇充分浸泡后装上交换柱，使八氢三硼酸盐的甲醇溶液流经树脂床，制得B3H-8-型树脂，用无水甲醇洗柱直至流出液中无Cl-离子和B3H-8存在为止，关闭柱下活塞，继而转入下一步骤;将交换柱外设置干冰-乙醇浴，导入干燥氨气，使氨气在交换柱中冷凝下来，待达到一定体积后，开启柱下活塞，使甲醇-氨溶液流经B3H-8型树脂床，收集流出液，减压蒸发，得纯度为92-98%的八氢三硼酸铵固体。
利用离子交换技术制得的八氢三硼酸铵固体经元素分析，红外光谱和X-射线衍射证实，与用复分解法制得的八氢三硼酸铵及文献结果一致。
对所制得的八氢三硼酸铵产品进行差热分析表明，在差热量程为±2℃的情况下，除象文献报道的那样在98-100℃出现强的放热效应外，在43-44℃出现一个吸热峰，在此温度下样品并不伴随有熔融、升华等现象;样品在吸热峰前后的X-射线衍射结果表明，样品在此温度下并不发生晶相转变，只是发现在此时样品粒度增大，变得更不均匀，这一过程似乎是一种“老化”过程;但是当样品在50℃，70℃和44℃分别恒温24小时，5小时以及140小时后，吸热效应并不消失。如果加大差热量程，在强的放热效应发生之前，差热曲线为平垣直线;因此我们认为π·c、AHTOHOB等没有指出出现吸热效应很可能是仪器灵敏度较低造成的结果。
八氢三硼酸铵易溶于极性溶剂中，它在制备其他八氢三硼酸盐中被用作反应中间体并是羰基的优良还原剂：八氢三硼酸铵是一种富氢化合物，可塑用作氢源、氢气发生剂等;由于八氢三硼酸铵具有正的生成热，能量高，成气性好，是比较理想的高能固体推进剂的组份;八氢三硼酸铵具有俘获高能中子的能力，可望在核保护材料和肿瘤治疗中得到应用。
本发明的附图1是描述本发明使用的阳离子柱上交换制取八氢三硼酸铵的装置图。图中，1为Y型换向活塞;2为T型换向活塞;3.5为两通活塞;4为导气管;6为离子交换柱，其直径为，1.45cm;7为NH+4离子交换树脂，树脂床高7.5cm;8为接受瓶;9为干冰-EtoH冷阱;10为干燥塔;11为固体氢氧化钠（或固体氢氧化钾）。
实施例1：阳离子柱上交换法制取八氢三硼酸铵
取强酸性阳离子交换树脂（中国科学院上海有机化学研究所，X-4%，200-400目）6克，经甲醇提取除去有机杂质，直至甲醇液为无色时为止，用2N的NaOH和2N的HCl溶液先后处理，最后用纯净的NH4Cl溶液使之转变为NH+4型;干燥后，用无水甲醇浸泡过液。
按附图1装设交换装置。整个系统在由1导入的无氧干燥氮气流中进行充分干燥;取下导气管4，使氮气经1，2通路从交换柱顶端放空;将数毫升甲醇注入交换柱中，用减压方法使甲醇充满活塞3与交换柱相连的部分，然后倾入经无水甲醇浸泡过的NH+4型树脂（树脂床应充填均匀，无气泡;树脂床高约7.5cm）;打开活塞3，流出多余的无水甲醇，直至在树脂床上部保留约2cm的液层为止，关闭活塞3;由离子交换柱顶端加入0.5克固体（（NH3）4NB3H8（测定值，B，28.35%，（CH3）4N+，64.62%）;插上导管管4，于交换柱外装设干冰-乙醇冷浴，停止通氮，由5导入干燥氨气，使之冷凝于交换柱中，尾气经2通过过碱塔放空。随着液氨体积的增加，（CH3）4NB3H8固体渐渐溶解。当柱中液氨达20～30毫升时，停止通氨，将活塞2通路转向接收瓶，打开活塞3。料液即流经树脂床（流速约1ml/min）交换完毕后，象前述一样，再次导入适量氨气使之冷凝于交换柱，使液氨流经树脂床，流出液与前面的合并，关闭活塞2，3，拆去接受瓶外冷浴;减压除去溶剂，干燥，定量地得到八氢三硼酸铵固体。分析NH4B3H8，计算值（%）：B，55.42;NH4，30.81;实测值（%）：B，55.11;NH+4，30.70。
实施例2：阳离子静态交换法制八氢三硼酸铵
取强酸性NH+4-型阳离子交换树脂（200-400目）（上海有机新）8克置于一只250ml的两颈瓶中，减压干燥后，充入干燥氮气，加入2克固体（CH3）4NB3H8和干燥甲醇适量浸泡过液。次日装上电动搅拌、瓶外设干冰-乙醇浴，导入干燥氨气，使之冷凝于交换瓶中，待液氨体积达约70ml许时，停止导氨，继续搅拌5小时，吸滤出溶液，除去溶剂后减压干燥，即得固体八氢三硼酸铵。分析NH4B3H8，计算值（%），B，55.42;NH+4，30.81;实测值（%）：B，54.58;NH+4，29.65。
实施例3：阴离子柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵
取ZerolitG型弱碱性阴离子交换树脂（Cl-型，＜100目，5.5毫克当量/克）0.5克，经甲醇处理除去杂质，干燥，而后用无水甲醇浸泡过夜。次日装柱（柱直径为0.86cm，高为3.5cm），通氮下在柱外设干冰-乙醇浴;将0.65克（CH3）4NB3H8在约100ml无水甲醇中制成的溶液慢慢流经树脂床，用无水甲醇洗柱，直至流出液中无Cl和B3H8离子时为止;关闭柱下端活塞，导入干燥氨气，使之在柱中冷凝下来，待液氨-甲醇溶液达到一定体积后开启柱下活塞，使液氨-甲醇液流过树脂床，收集流出液，减压蒸发除去溶剂后得八氢三硼酸铵固体，分析结果，实测值（%）：B，54.44%，NH+4，30.70%。