Ученые разработали способ получения гидридов щелочных металлов без использования растворителей и катализаторов.

«Эти щелочные металлы — литий, натрий, калий, рубидий и цезий — образуют гидриды, которые являются относительно стабильными солеподобными соединениями», — сказал Виталий Печарский, научный сотрудник лаборатории Эймса и заслуженный профессор материаловедения Университета штата Айова Энсон Марстон. «Обычно для их плавления требуется высокая температура (например, 700 ° C для лития), но даже в этом случае на жидкости образуется гидридная корка, которая предотвращает образование дополнительных молекул гидрида, поэтому для этого также требуется катализатор».В процессе, обнаруженном в лаборатории Эймса, используется механическое измельчение в шаровой мельнице в присутствии газообразного водорода и выполняется при комнатной температуре. Шаровая мельница непрерывно разрушает частицы щелочного металла, подвергая "чистые" поверхности воздействию водорода. Это способствует реакции твердого вещества с газом, поэтому гидриды металлов образуются довольно легко без использования катализатора.

«Одна из проблем шаровой мельницы заключается в том, что литий и родственные ему металлы пластичны, поэтому при измельчении они имеют тенденцию к комкованию или вязкости», — сказал Печарский. «Но мы обнаружили, что простое добавление небольшого количества гидрида лития (LiH) или моногидрида соответствующих щелочных металлов на ранней стадии процесса исключает холодную сварку».Помимо устранения затрат на нагрев металла и добавление катализатора, шаровая мельница при комнатной температуре также приводит к получению конечных продуктов гидрида щелочного металла без примесей.«Литий особенно реакционноспособен при нагревании до точки плавления», — сказал Печарский. «Он может вступать в реакцию с тиглем, который вносит примеси».Хотя увеличение давления газообразного водорода ускоряет процесс гидрирования, исследования показали, что этот процесс будет работать с высокопроизводительными промышленными мельницами с минимальными модификациями.

Исследование «Механохимический синтез моногидридов щелочных металлов без использования растворителей и катализаторов» было опубликовано в июльском выпуске Journal of Materials Chemistry A, 2016, 4, 12188. Работа была поддержана Управлением науки Министерства энергетики США.


Портал обо всем