알루민산리튬

Lithium aluminate
알루민산리튬
LiAlO2 unit cell.png
__ 리+ __ 알3+ __ O2−
이름
선호 IUPAC 이름
알루민산리튬
체계적 IUPAC 이름
알루민산리튬
기타 이름
메타알루민산리튬

산화 리튬 알루미늄

리튬알루미늄 이중 히드록시드
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.031.291 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 234-434-9
메슈 리튬+알루민산
펍켐 CID
  • InChi=1S/Al.Li.2O/q;+1;;-1 수표Y
    키: YQNQTEBHHUSSQ-UHFFFAOYSA-N 수표Y
  • InChi=1/Al.Li.2O/q;+1;;-1/rAlO2.Li/c2-1-3;/q-1;+1
    키: YQNQTEBHHUSSQ-YICCBGQXAE
  • [Li+][O-][Al]=o
특성.
알리O2
어금질량 65.92 g·190−1
외관 백색 결정 가루
밀도 2.615 g/cm3, 솔리드
녹는점 1,625 °C(2,957 °F, 1,898 K)
불용성인
열화학
53.35 J/몰·K
-1188.670 kJ/mol [1]
-1126.276 kJ/mol [1]
위험
안전 데이터 시트(SDS) 외부 MSDS
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

리튬알루미늄 산화물이라고도 불리는 리튬알루민산염
2(LiAlo)은 리튬의 알루민산염인 무기화학 화합물이다. 마이크로 전자공학에서는 질화 갈륨을 위한 격자 매칭 기질로 리튬 알루민산이 꼽힌다.[citation needed] 핵기술에서 알루민산리튬은 핵융합을 위한 삼중수소 연료를 준비하기 위해 고체 삼중수소 사육 물질로서 관심이 있다.[citation needed]

리튬알루민제는 수산화물과 유사한 결정 구조를 가진 층층이 겹치는 이중 수산화물(LDH)이다.[dubious – discuss] 높은 pH(12.5 – 13.5)에서의 리튬 알루민산 용해도는 알루미늄 산화물보다 훨씬 낮다. 저준위 방사성 폐기물(LILW)의 조건화에서는 고 pH에서의 알루미늄 부식 및 후속 수소 생산의 최소화를 위해 질산 리튬을 시멘트의 첨가물로 사용하는 경우가 있다.[2] 실제로 시멘트에 질산 리튬을 첨가하면 모르타르로 고정된 금속 알루미늄 폐기물 표면에 LiH(AlO
2)
2 · 5 HO의
2 패시브 레이어가 형성된다. 리튬 알루민산층은 시멘트 공극수에 용해되지 않으며 금속 알루미늄을 덮고 있는 산화알루미늄을 높은 pH에서 용해되지 않도록 보호한다. 모공 필러도 된다.[3] 이것은 물의 양자에 의한 알루미늄 산화를 방해하고 수소 진화율을 10배 감소시킨다.[4]

리튬 알루민산염은 또한 녹은 탄산 연료 셀에서 불활성 전해질 서포트 재료로 사용되는데, 여기서 전해질은 탄산리튬, 탄산칼륨, 탄산 나트륨의 혼합물일 수 있다.[5]

역사

1906년 웨이버그는 새로 합성된 화합물인 리튬 수소 알루민산을 설명했다. 이것은 이 독특한 화합물의 알려진 최초의 합성이었다. 그는 이 새로운 화합물이 다음과 같은 화학적 공식을 가지고 있다고 주장했다.[6]

LiHALO
2
4 + 5 H2O

1915년 알렌과 로저스는 알루미늄이 수산화리튬 용액에 용해될 때 리튬의 불용성 알루민산이 형성된다고 주장했다. 이 공기 건조 물질은 원자비가 2Li:5Al이고 화학식은 다음과 같다.[7]

LiH(AlO
2)
2 + 5 H2O

1929년에 Prociv는 알렌과 로저스 실험을 재현했고 물질의 포화 용액에 대한 일련의 전도성 측정을 통해 리튬과 알루미늄이 0.8의 비율로 존재한다는 결론을 내렸다.Li:2Al은 약 1Li:2Al의 원자 비율이라고 그는 말한다. 그에 따르면 리튬 알루민산은 알루미늄 소금 용액에 수산화 리튬 용액을 첨가하거나 알칼리 알루민산 용액에 리튬 소금 용액을 첨가함으로써 침전될 수도 있다. 따라서 알렌/로저와 프로시브 사이에 리튬 알루민제의 조성에 대한 의견 차이가 있었다. 이것은 아마도 그들의 강수 조건들 사이의 차이에서 기인했을 것이다.[7]

1932년 도빈스와 샌더스는 펠프탈린이 있는 상태에서 리튬과 알루미늄 소금이 함유된 용액에 희석된 암모니아를 첨가하여 알루미늄 알루민산 리튬의 형성을 설명했다. 산성 리튬 알루민산을 준비하면서 그들은 수산화 리튬의 정상 용액과 10번째 정상 용액에 알루미늄 혼합물을 녹였다. 알루미늄염 용액에 수산화리튬 용액을 첨가하거나 알칼리성 알루민산 용액에 리튬염 용액을 첨가하여 리튬 알루민산을 침전시켰다. 모든 경우에서 알루민산리튬 화합물의 구성은 다음 공식으로 표현되었다.[8]

리오로
2
2
2
2

이들은 형성된 화합물에는 2Li:5Al의 원자비에서 리튬과 알루미늄이 들어 있다고 주장했다. 그들의 화학식은 현대적인 알루민산 리튬 제형으로 단순화되었다.

리알로
2

관심분야

알루민산리튬의 근본적인 화합물은 두 가지 다른 분야인 핵물리학과 고체 화학에서 주목을 받았다. 적어도 5개의 다른 리튬 알루민산이 발견되었다.[9] 리튬 알루민산 결정 구조는 α, β 또는 β 페이즈 중 하나에서 찾을 수 있다.[10]

핵물리학자들은 높은 중성자 및 전자 방사선 하에서 리튬 알루민산염의 성능이 좋기 때문에 um-LiAlO
2 수정에 관심이 있다. 또한 이 수정은 필요한 조사 거동과 함께 고온에서 필수적인 화학적, 열적, 물리적 및 기계적 안정성을 나타낸다. 이 단계는 미래 핵융합로의 현장 삼중수소 사육 물질로 적합한 유망 리튬 세라믹으로 보인다.[9]

리튬 알루민산염의 준비 경로를 조사하는 고체 상태의 화학자들이 흥미로운 산 기반 화학물질을 발견했다. α-LiAlO
2 수정(단, β-LiAlO
2 또는 --LiAlO
2 모두)은 용해된 벤조산과 반응하여 거의 총 Li+
 양성자 교환을 이루며 LiHAlO를
2
4 형성한다. LiAlO의
2 세 가지 수정 중에서 화학 반응성에 많은 관심이 있다. α-LiAlO
2 수정이 매우 반응성이 높고 β-LiAlO
2 또는 β-LiAlO
2 수정이 완전히 비활성화된 이유는 현재 미스테리 상태에 있다.[9]

포메이션

초기 방법

리튬 알루민산 분말 제제는 LiCO
2
3, LiOH, LiO
2, LiAc와 같은 리튬 함유 화합물과 알로
2
3 사이의 고체 상태 반응을 기반으로 했으며, 400Deg C에서 1000Deg C 사이의 온도에서 반응이 일어났다. 고온에서 리튬이 증발하고 그라인딩 작업으로 인한 오염으로 인해 입자 크기가 통제된 순수 리튬 알루민산은 합성이 어려웠다.[11]

현재 방법

리튬 알루민산염의 합성은 기본적으로 고체상태에서 습식화학에 의해, 솔겔에 의해, 템플릿, 다양한 전구체 및 연소 과정을 이용하여 수행되었다. 고체반응의 주산물은 α-LiAlO상이며
2, 습식화학반응에서는 α-LiAlO상
2 및 α-LiAlO상
2 고체용액이다.[10] α-LiAlO2 수정(저온 위상)은 약 900 °C에서 육각 구조로 with-수정(고온 위상)을 거친다. 측정 가능한 β-변형은 단조 구조로 약 900 °C에서 β-변형으로 변한다고 가정한다.[11]

자연발생

그 화합물은 자연 환경에서는 알려지지 않았다. 그러나, 관련 화합물인 LiAlO는58 가장 최근에 발견된(2020년 기준)과 매우 희귀한 광물 추코케나이트로 알려져 있다.[12][13]

참조

  1. ^ a b c R. 로비, B. 헤밍웨이, 그리고 J. Fisher, US Geol, "298.15K, 1bar 압력 및 고온에서 광물 및 관련 물질의 열역학적 특성" 생존, 제1452권, 1978.[1]
  2. ^ MATSUO, Toshiaki; Takashi NISHI; Masami MATSUDA; Tatsuo IZUMIDA (1995). "LiNO
    3     addition to prevent hydrogen gas generation from cement-solidified aluminum wastes". Journal of Nuclear Science and Technology. 32 (9): 912–920. doi:10.1080/18811248.1995.9731793. ISSN 0022-3131.
  3. ^ Fujita, M.; Tanaka H.; Muramatsu H.; Asoh H.; Ono S. (2013-10-15). Corrosion resistance improvement technology of anodic oxide films on aluminum alloy that uses a lithium hydroxide solution. Warrendale, PA: SAE International. Retrieved 2014-11-08.
  4. ^ MATSUO, Toshiaki; Masami MATSUDA; Michihiko HIRONAGA; Yoshihiko HORIKAWA (1996-11-01). "Effect of LiNO
    3     on corrosion prevention of aluminum wastes after their land disposal". Journal of Nuclear Science and Technology. 33 (11): 852–862. doi:10.1080/18811248.1996.9732020. ISSN 0022-3131.
  5. ^ 녹은 탄산수소 연료전지 전해질, 미국 특허 4079171
  6. ^ 웨이버그. 첸트랄블랫 (1906) : 645. 인쇄.
  7. ^ a b 알루미네이트 해롤드 A의 형성과 구성. 호란과 존 B. 1935년 미국화학회 다미아노 저널 (12년), 2434년-2436년
  8. ^ 알루미늄의 결정. 결성 리튬 알루미네이트 J. T. 도빈스 및 J. P. 샌더스 저널 1932 54 (1), 178-180
  9. ^ a b c 리튬알루미늄산화물(LiAlO2) 단계 Richard Dronskowski 무기화학 1993 32(1), 1-9
  10. ^ a b 리튬 도소나이트형 전구체 J. 지메네즈-베커릴 & I. 가르시아-소사, 세라믹 가공 연구 저널. 제12권, 제1권, 페이지 52-56(2011)
  11. ^ a b Chatterjee & Naskar "수분 기반 솔에서 나온 리튬 알루민산염(LiAlO2) 분말 합성을 위한 노벨 기술" Journal of Materials Science Letters, Vol 22, 제 24, 페이지 1747-1749호
  12. ^ "Chukochenite".
  13. ^ "List of Minerals". 21 March 2011.