Nitrură de litiu CAS 26134-62-3

Nitrură de litiueste un conductor de ioni rapizi cu o conductivitate mai mare decât alte săruri anorganice de litiu. Multe studii s-au concentrat pe aplicarea ntrurii de litiu ca electrod solid și material catod pentru baterii.
O serie de conductori de ioni rapizi de litiu au fost pregătiți pe baza ntrurii de litiu. Analizați și identificați compoziția lor de fază, studiați proprietățile electrochimice ale acestora, cum ar fi conductivitatea ionică, tensiunea de descompunere și conductibilitatea și asamblați bateriile experimentale cu aceste materiale pentru testele de descărcare.

Cercetările au arătat că sistemul binar pe bază de ntrură de litiu (Li3N LiCl) a format compuși Li9N2Cl3, cu o tensiune de descompunere de peste 2,5 V și o conductivitate de 1,3 × 10-5 S cm-1 la 25 de grade . Ca material conductor de ioni rapid, ar trebui să aibă o tensiune de descompunere ridicată, conductivitate electronică scăzută, conductivitate ionică ridicată și stabilitate chimică bună. Mulți conductori de ioni rapizi de litiu au caracteristicile de mai sus, care pot fi utilizați pentru a fabrica toate bateriile cu stare solidă de înaltă performanță, utilizate ca surse de alimentare pentru calculatoare, blițuri pentru camere, ceasuri electronice și un număr tot mai mare de dispozitive și produse electronice; În plus, conductorii de litiu-ion pot fi folosiți și pentru fabricarea dispozitivelor speciale cu ioni.

Oamenii și-au imaginat cândva folosirea materialelor conductoare de ioni rapizi de litiu pentru a construi grămezi mari de stocare a energiei (electricitate). În perioada de vârf scăzută a consumului de energie electrică în orașele mari pe timp de noapte, excesul de energie electrică ar putea fi încărcat în stațiile de stocare a energiei, iar în perioada de vârf a consumului de energie electrică, ar putea furniza continuu energie rețelei. Datorită perspectivelor largi de aplicare a conductoarelor cu ioni rapizi de litiu, acestea a stârnit un mare interes și au fost efectuate cercetări ample și aprofundate-pentru a găsi conductori de ioni rapizi cu litiu mai buni.

Tensiunea de descompunere a Li3N este de numai 0,44 V (25 de grade), ceea ce limitează aplicarea sa practică. Prin urmare, este necesar să se modifice și să sintetizeze materiale conductoare de ioni binari și ternari pe bază de Li3N. O metodă de îmbunătățire este de a amesteca pulberea de Li3N măcinată cu o cantitate adecvată de pulbere de LiCl anhidră (raport molar 2:3) uniform, apăsați tabletele pe o presă de tablete, încărcați-le într-o barcă de nichel, plasați-le într-un dispozitiv de sinteză, folosiți azot ca atmosferă protectoare, încălziți la 600 de grade (90 de minute) și obțineți o pulbere solidă alb gri Li9N2. Din studiul experimentelor electrochimice, s-a constatat că tensiunea de descompunere a compusului Li9N2Cl3 preparat prin adăugarea de LiCl la Li3N a crescut de la 0,4V la peste 2,5V.

Pe lângă faptul că este folosit ca electrolit solid,nitrură de litiueste, de asemenea, un catalizator eficient pentru conversia nitrurii de bor hexagonale în nitrură de bor cubică.
În 1987, cercetătorii japonezi au folosit metoda cristalelor semințe în condiții de presiune ultra-înaltă și temperatură ridicată pentru a obține cristale simple cBN de tip N-cu o dimensiune a particulei de 2 mm și o formă neregulată prin dopare Si. Apoi, au crescut cristale simple cBN de tip P{-dopate cu Be pe suprafața cristalului sub presiune secundară înaltă și, în final, au obținut joncțiuni P{-N omogene cBN prin tăiere și măcinare. Există experimente de sinteză similare în China, care au fost efectuate pe mașina de presare superioară cu șase fețe DS-029B produsă pe plan intern.

Pentru a investiga efectul catalizatorilor/aditivilor asupra formei probelor de cBN sintetizate la presiune înaltă-, experimentul a folosit hBN cu o puritate de 99% ca materie primă inițială, ntrură de litiu Li3N fabricată de sine stătător și hidrură de litiu LiH ca catalizatori și liNH amino comercial de 99% puritate. Înainte de experiment, nitrura de bor hexagonală (hBN) a fost mai întâi uscată la 100 de grade timp de 12 ore în condiții de vid pentru a îndepărta umezeala adsorbită și gazele din materiile prime. Apoi, hBN inițial a fost amestecat uniform cu LiH, Li3N, LiH+Li3N, LiH+LiNH2 și Li3N+LiNH2 într-o anumită proporție și presat într-o formă cilindrică cu un diametru de 15,3 mm și o înălțime de 6 mm.

Presiunea de sinteză utilizată în experiment este de 4,0-6,0 GPa, temperatura este de 1400-1900 de grade, iar timpul de menținere este de 10-20 de minute. După experiment, eliberați încet presiunea, scoateți proba pentru tratare cu acid și alcali, clătiți și filtrați pentru a obține cristale de cBN.

În plus față de experimentele de mai sus, bazate pe metoda tradițională de tranziție de fază, nitrura de bor cubică a fost sintetizată prin studierea utilizării ntrurii de litiu ca catalizator, a nitrurii de bor hexagonale ca materie primă și adăugând diferiți aditivi. Utilizând tehnologia de difracție cu raze X-, tehnologia de difracție Raman și alte tehnici pentru a analiza și caracteriza produsele experimentale, se poate concluziona că diferiți aditivi vor avea efecte diferite asupra sistemului.

A fost analizată influența fluorurii de amoniac asupra sintezei nitrurii de bor cubice din nitrură de litiu și sisteme hexagonale de nitrură de bor. folosind tehnologia de difracție cu raze X-pentru a analiza produsele sintetizate, s-a constatat că, deși fluorura de amoniac consumă catalizatorul ntrurură de litiu, produce și un produs suplimentar de amoniac gazos, care poate reduce presiunea experimentului de sinteză. Analizând efectul hidrurii de litiu asupra sintezei nitrurii cubice de bor din sistemele cu ntrură de litiu și nitrură de bor hexagonală, s-au utilizat tehnici de difracție cu raze X și difracție Raman pentru analiza produselor sintetizate.

S-a descoperit că hidrura de litiu reacționează cu nitrura de bor hexagonală pentru a genera ntrură de litiu catalitică, amoniac gazos și atomi de bor elementali. Atomii de bor elementali au efectul de a înnegri culoarea cristalului și de a inhiba creșterea cristalelor de-a lungul planului (111). Influența ansamblului catalizatorului asupra rezultatelor sintezei poate fi discutată după cum urmează: Dacă se consideră că procesul de formare a nitrurii de bor cubice implică mai întâi reacția de difuzie a catalizatorului în nitrura de bor hexagonală adiacentă la temperatură și presiune ridicată, având ca rezultat formarea unui compus intermediar.

Acesta din urmă poate dizolva nitrura de bor hexagonală rămasă și poate deveni o topitură de solvent. Pe măsură ce temperatura și presiunea intră în zona stabilă a nitrurii de bor cubice, ionii de bor de azot dizolvați din topitură pot exista individual sau mai probabil într-o formă de grup. Datorită concentrației ajungând la suprasaturare, acestea vor cristaliza și precipita conform structurii nitrurii de bor cubice. Pe măsură ce acești ioni sau grupuri de ioni difuzează și se depun continuu pe cristalele de nitrură de bor cubică precipitate prin topirea solventului, cristalele vor continua să crească până când procesul se oprește.

Dispozitivele organice de emisie de lumină (OLED) au proprietăți de emisie activă-solidă
Datorită unghiului său larg de vizualizare, vitezei rapide de răspuns (<1 μ s), wide operating temperature range (-45 ℃~+85 ℃), ability to be fabricated on flexible substrates, and low unit power consumption, it is regarded as one of the mainstream display and lighting technologies of the next generation in the industry. The application of various new organic semiconductor materials and new organic device structures has made significant progress in OLED performance and industrialization.

Datorită faptului că cel mai scăzut nivel de energie orbital molecular neocupat (LUMO) al materialelor de transport electronice din OLED-uri este de aproximativ 3eV, materialele organice n-dopante corespunzătoare sunt greu de găsit și, chiar dacă sunt găsite, sunt adesea instabile în aer. Prin urmare, acestea trebuie plasate într-un gaz protector în timpul sintezei materialelor și fabricării dispozitivului. Prin urmare, materialele dopante anorganice sunt adesea folosite pentru dopajul de tip n-a materialelor semiconductoare organice, cum ar fi litiu metalic și cesiu metalic, care sunt aplicate în dopajul de tip n-OLED-urilor. Mai târziu, unele materiale compuse Li și Cs sunt, de asemenea, utilizate ca dopanți de tip n-. Cu toate acestea, dezvoltarea dopajului de tip n-în materialele semiconductoare organice este încă în urmă față de cea a dopajului de tip p-. Prin urmare, căutarea de noi materiale dopante de tip n-pentru a îmbunătăți efectul dopajului de tip n-este extrem de urgentă.