【背景及概述】^[1][2]

氮化鋰是由氮和鋰組成的化合物，化學式為Li₃N。氮化鋰是堿金屬氮化物中熱穩(wěn)定性最高的化合物，也是當中唯一一個可以在室溫下制備的化合物。氮化物熔點很高，常溫下為紫色或紅色的晶狀固體。如果吸入氮化鋰酸，請將患者移到新鮮空氣處；如果皮膚接觸，應(yīng)脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫(yī)；如果眼晴接觸，應(yīng)分開眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫(yī)；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應(yīng)立即就醫(yī)。對保護施救者的忠告如下：將患者轉(zhuǎn)移到安全的場所，咨詢醫(yī)生，如果條件允許請出示此化學品安全技術(shù)說明書給到現(xiàn)場的醫(yī)生看。若泄露，小量泄漏盡可能將泄漏液體收集在可密閉的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并轉(zhuǎn)移至安全場所，禁止沖入下水道；若大量泄漏，構(gòu)筑圍堤或挖坑收容，封閉排水管道，用泡沫覆蓋，抑制蒸發(fā)，用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。

【應(yīng)用】^[1][2][3]

氮化鋰可以作為有機合成中的催化劑或反應(yīng)原料，其應(yīng)用舉例如下：

1. 氮化鋰(LiN₃)是高溫高壓下合成（氮化硼）cBN的催化劑。氮化鋰對高溫高壓下hBN向cBN的轉(zhuǎn)變，常壓高溫下B4c與NH₄a的反應(yīng)有催化作用；還可以在溶劑熱方法中作為與BBr₃反應(yīng)生成hBN和cBN的氮源。原理可能為：Li₃N中的N能夠與B發(fā)生生成BN的反應(yīng)，說明N與B結(jié)合比與Li 結(jié)合于能量上是更有利的，即在熱力學上是可行的，但因Li 的電荷半徑比較大，即使在熔融態(tài)的Li₃N中，Li 對N 一還是有較大束縛力的，若要發(fā)生生成BN的反應(yīng)，N首先要從固相狀態(tài)B4c中c對B的強束縛中奪得B，處于Li 束縛下的N離子不具備從c奪得B生成BN的能力，所以不能發(fā)生生成BN的反應(yīng)；但在溶劑熱合成實驗中，因BBr₃本身是液相，Br對B的束縛力較弱，使得即使被Li 束縛的N也有能力奪得B，生成BN，從而使體系能量降低，體系更穩(wěn)定。

2. 利用氮化鋰制備雙氟磺酰亞胺鋰鹽。雙氟磺酰亞胺鋰(LiN(SO₂F)₂，以下簡稱LiFSI)是一個具有廣泛應(yīng)用前景的電解液 物質(zhì)，LiFSI的導電率適宜，且熱穩(wěn)定性、電化學穩(wěn)定性高；發(fā)生副反應(yīng)概率小，不會產(chǎn)生HF 等腐蝕性氣體，是當今鋰離子二次電池電解液中不可缺少的高新技術(shù)類產(chǎn)品。隨著鋰電行業(yè)的不斷發(fā)展，其市場需求必將越來越大，有可能成長為輔鹽類鋰鹽化合物中的明星產(chǎn)品。技術(shù)方案是這樣的，一種利用氮化鋰制備雙氟磺酰亞胺鋰鹽的方法。，包括以下步驟：將式ⅰ所示的氮化鋰溶于有機溶劑中，與氯氟磺酰或氟硫酸進行磺酰胺反應(yīng)，得到式ii所示雙氟磺酰亞胺鋰鹽； 

所述氮化鋰與氯氟磺?；蚍蛩徇M行磺酰胺反應(yīng)的具體過程為向氮化鋰中加入有機溶劑，降溫至-78～-50℃后，向其中滴加氯氟磺酰或氟硫酸，整個滴加過程中保持反應(yīng)溫度為-78～-50℃，滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)24～36h，所得的反應(yīng)溶液直接過濾，濾液經(jīng)減壓蒸餾除去有機溶劑得到式ii所示的雙氟磺酰亞胺鋰鹽。所述的有機溶劑為四氫呋喃，乙醚，1，2-二甲氧基乙醚或環(huán)己烷，優(yōu)選四氫呋喃；有機溶劑用量與如ⅰ所示的氮化鋰的摩爾比為4.0～4.5：1；優(yōu)選地，氯氟磺?；蚍蛩崤c如ⅰ所示的氮化鋰的摩爾比為2.0～2.5：1，優(yōu)選2.0～2.05：1。優(yōu)選地，磺酰胺反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制為-78～-75℃。

3. 制備硼氮化鋰（Li₃BN₂）。Li₃BN2是合成超硬材料立方氮化硼的重要催化劑，已在合成立方氮化硼的工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。立方氮化硼硬度低于金剛石，但金剛石不能用于黑色金屬的磨削加工，所以立方氮化硼是目前加工黑色金屬及其合金的磨削材料。近年來的研究表明，一種由B、C、N組成的新型超硬材料(化學組成表示成BxCyNz)可以綜合 金剛石和立方氮化硼的性能。而且研究也表明，在晶體中摻雜C的立方氮化硼磨料 表現(xiàn)出更好的韌性，將具有更好的磨削性能。

以碳化硼和氮化鋰為原料，在通氮氣的反應(yīng)爐中，800～1000℃保溫 1.5～2.5小時制備Li₃BN₂。具體工藝如下：把氮化鋰粉末和碳化硼粉末按每摩爾碳化硼對應(yīng)3.5～5.0molar(摩爾)氮化鋰 的比例配料并混合均勻。其中碳化硼和氮化鋰粉末的粒度可在4um-200um范圍內(nèi)， 粉末顆粒細可減少反應(yīng)時間，但粗顆粒原料一樣能合成出Li₃BN₂。把混合好的原料放入反應(yīng)坩堝內(nèi)，并置于密閉反應(yīng)爐中。先向反應(yīng)爐中通氮氣 以排除反應(yīng)爐腔體中的空氣，接著按每分鐘5℃升溫速度升溫至800～1000℃，在 該溫度下保溫1～2小時，然后隨爐冷卻。在整個反應(yīng)過程中始終對反應(yīng)爐通小氣 流氮氣。冷卻到室溫后，取出反應(yīng)坩堝，得到的塊狀產(chǎn)物即為Li₃BN₂，粉碎后得到Li₃BN₂粉末。

【制備】 ^[1]

金屬Li在50℃同N₂反應(yīng)得到的Li₃N，

【主要參考資料】

[1] 牟其勇, 徐曉偉, 范慧俐, 等. Li3N 在合成 BN 反應(yīng)中的作用研究[J]. 人工晶體學報, 2004, 33(1): 40-42.

[2] 金國范. 一種利用氮化鋰制備雙氟磺酰亞胺鋰鹽的方法. CN201610281032.2 ，申請2016-04-29

[3] 徐曉偉;李玉萍;范慧俐;牟其勇;王少波;趙紅梅. 一種用碳化硼和氮化鋰為原料制備硼氮化鋰的方法CN200310117261.3，申請日2003-12-10