Pelete de hidrură de litiu aluminiu CAS 16853-85-3

Studiul cinetic al reacției de regenerare a hidrogenării LiH Al arată că reacția urmează modelul de nucleu în contracție, iar ecuația vitezei de reacție este 1- (1- ) ^ (1/3)=kt, unde este rata de conversie și k este constanta vitezei. În condiția că nu există catalizator, k=0.0024 h ⁻¹ la 298K, iar conversia completă durează mai mult de 120 de ore. Rezistența cinetică provine în principal din difuzia H ₂ în cristale de LiH (coeficient de difuzie D=1.2 × 10 ⁻¹⁴ cm²/s). După adăugarea unui catalizator pe bază de Ti (cum ar fi TiCl3), valoarea k a crescut la 0,036 h⁻¹ și timpul de reacție a fost scurtat la 15 h. Analiza XPS a confirmat că Ti ⁴⁺ a fost redus la Ti ³ ⁺ în reacție, iar situsurile active Ti-H formate ar putea reduce bariera energetică de disociere a H₂ (de la 43 kJ/mol la 28 kJ/mol), deplasând pasul de control al vitezei de la difuzia H₂ la reacția de suprafață. Efectul temperaturii asupra cineticii este conform ecuației lui Arrhenius. În intervalul 25-80 grade, energia de activare Eₐ scade de la 68 kJ/mol la 52 kJ/mol, ceea ce se datorează creșterii temperaturii care favorizează dispersia catalizatorului la interfața LiH Al.

Suprafața specifică și structura porilor particulelor LAH afectează direct eficiența transferului de masă. Suprafața specifică a particulelor compozite de LiH Al eșuate este de 12-18 m²/g, în timp ce după tratamentul de frezare cu bile, suprafața specifică crește la 85-100 m²/g, iar coeficientul de difuzie a H ₂ crește la 8,6 × 10 ⁻¹ 2 cm²/s, care corespunde unei viteze de reacție constantă, care este constantă a=0.058} de două ori mai mare decât particulele netratate.
În sistemul de complexare cu solvent, dimensiunea particulelor a scăzut de la 100 μm la 10 μm, rezistența la transferul de masă în fază lichidă a scăzut cu 60%, iar rata de formare a complexului LAH · 4THF a crescut de 3,2 ori. Cu toate acestea, măcinarea excesivă cu bile (dimensiunea particulelor<5 μ m) can lead to particle agglomeration, which in turn reduces the effective specific surface area and deteriorates the kinetic performance. Scanning electron microscopy (SEM) observation shows that the optimal particle size for regeneration is 10-20 μ m, at which point the particles maintain good dispersion and sufficient mechanical strength.

Studiul cinetic al reducerii LiOH Al (OH) ∝ cu un agent reducător pe bază de Mg arată că reacția urmează modelul de control al reacției de interfață, iar ecuația vitezei este ln (1- )=- kt. La 298K, valoarea k a pulberii de Mg pur este de 0,018 h ⁻¹, în timp ce valoarea k a aliajului de Mg Al (cu 20% conținut de Al) este de 0,042 h ⁻¹, datorită efectului de micro baterie format de aliaj, care accelerează transferul de electroni. Efectul temperaturii asupra cineticii de reducere este semnificativ. Când temperatura crește de la 25 la 60 de grade, energia de activare Eₐ scade de la 75 kJ/mol la 62 kJ/mol, iar valoarea k crește la 0,096 h⁻¹. Cu toate acestea, când temperatura depășește 80 de grade, se formează un strat dens de MgO pe suprafața de Mg, rezultând o scădere bruscă a vitezei de reacție (k=0.021 h ⁻¹) și formarea de bariere cinetice. Adăugarea a 5% NH₄Cl poate deteriora stratul de MgO și poate menține valoarea k la 0,089 h⁻¹ la 60 de grade, rezolvând eficient problema pasivării.

Procesul de dezolvare a complexului LAH · 4THF în particule LAH este o reacție de ordinul întâi, iar ecuația vitezei este ln (C ₀/C)=kt, unde C este concentrația complexului. La un grad de vid de 0,01 bar, k=0.12 h ⁻¹ la 80 de grade și este nevoie de 18 ore pentru ca eficiența de îndepărtare a solventului să atingă 95%. Când gradul de vid este crescut la 0,001 bar, valoarea k crește la 0,28 h⁻¹, iar timpul de reacție este scurtat la 8 ore. Analiza cinetică arată că energia de activare a procesului de îndepărtare a solventului este E ₐ=48 kJ/mol. Prin programul de încălzire (50 → 80 grade, viteza de încălzire 2 grade/h), Eₐ poate fi redusă la 35 kJ/mol, evitând în același timp descompunerea LAH din cauza supraîncălzirii locale. Urmărirea XRD arată că cristalele LAH cresc de-a lungul planului cristalin (111) în timpul procesului de îndepărtare a solventului, iar constanta vitezei este corelată liniar pozitiv cu rata de creștere a planului cristalin (R²=0.98).