Pellets de hidruro de aluminio y litio CAS 16853-85-3

El estudio cinético de la reacción de regeneración de hidrogenación de LiH Al muestra que la reacción sigue el modelo de núcleo que se contrae y la ecuación de velocidad de reacción es 1- (1-) ^ (1/3)=kt, donde es la tasa de conversión y k es la constante de velocidad. Sin catalizador, k=0.0024 h ⁻¹ a 298 K, y la conversión completa tarda más de 120 horas. La resistencia cinética proviene principalmente de la difusión de H ₂ en cristales de LiH (coeficiente de difusión D=1.2 × 10 ⁻¹⁴ cm ²/s). Después de agregar un catalizador a base de Ti (como TiCl3), el valor de k aumentó a 0,036 h ⁻¹ y el tiempo de reacción se acortó a 15 h. El análisis XPS confirmó que Ti ⁴⁺ se redujo a Ti ³ ⁺ en la reacción, y los sitios activos de Ti-H formados podrían reducir la barrera energética de disociación de H ₂ (de 43 kJ/mol a 28 kJ/mol), cambiando el paso de control de velocidad de la difusión de H ₂ a la reacción de superficie. El efecto de la temperatura sobre la cinética se ajusta a la ecuación de Arrhenius. En el rango de 25 a 80 grados, la energía de activación E ₐ disminuye de 68 kJ/mol a 52 kJ/mol, lo que se debe al aumento de la temperatura que promueve la dispersión del catalizador en la interfaz LiH Al.

El área de superficie específica y la estructura de los poros de las partículas de LAH afectan directamente la eficiencia de la transferencia de masa. El área de superficie específica de las partículas compuestas de LiH Al fallidas es de 12-18 m ²/g, mientras que después del tratamiento con molino de bolas, el área de superficie específica aumenta a 85-100 m ²/g, y el coeficiente de difusión de H ₂ aumenta a 8,6 × 10 ⁻¹ 2 cm ²/s, correspondiente a una velocidad de reacción constante k=0.058 h ⁻¹, que es el doble que las partículas no tratadas.
En el sistema de complejación con disolvente, el tamaño de partícula disminuyó de 100 μ m a 10 μ m, la resistencia a la transferencia de masa en fase líquida- disminuyó en un 60 % y la tasa de formación del complejo LAH · 4THF aumentó 3,2 veces. Sin embargo, el exceso de molienda de bolas (tamaño de partícula<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.

El estudio cinético de la reducción de LiOH Al (OH) ∝ por un agente reductor basado en Mg muestra que la reacción sigue el modelo de control de reacción de interfaz, y la ecuación de velocidad es ln (1-)=- kt. A 298 K, el valor k del polvo de Mg puro es de 0,018 h ⁻¹, mientras que el valor k de la aleación de Mg Al (con un contenido de Al del 20%) es de 0,042 h ⁻¹, gracias al efecto de microbatería formado por la aleación, que acelera la transferencia de electrones. El efecto de la temperatura sobre la cinética de reducción es significativo. Cuando la temperatura aumenta de 25 grados a 60 grados, la energía de activación E ₐ disminuye de 75 kJ/mol a 62 kJ/mol, y el valor k aumenta a 0,096 h ⁻¹. Sin embargo, cuando la temperatura excede los 80 grados, se forma una densa capa de MgO en la superficie del Mg, lo que resulta en una disminución repentina en la velocidad de reacción (k=0.021 h ⁻¹) y la formación de barreras cinéticas. Agregar 5 % de NH ₄ Cl puede dañar la capa de MgO y mantener el valor k en 0,089 h ⁻¹ a 60 grados, resolviendo eficazmente el problema de pasivación.

El proceso de desolvatación del complejo LAH · 4THF en partículas de LAH es una reacción de primer-orden y la ecuación de velocidad es ln (C ₀/C)=kt, donde C es la concentración del complejo. Con un grado de vacío de 0,01 bar, k=0.12 h ⁻¹ a 80 grados, la eficiencia de eliminación de disolvente tarda 18 horas en alcanzar el 95 %. Cuando el grado de vacío aumenta a 0,001 bar, el valor k aumenta a 0,28 h⁻¹ y el tiempo de reacción se acorta a 8 horas. El análisis cinético muestra que la energía de activación del proceso de eliminación del disolvente es E ₐ=48 kJ/mol. Mediante el calentamiento programado (50 → 80 grados, velocidad de calentamiento 2 grados/h), E ₐ se puede reducir a 35 kJ/mol, evitando al mismo tiempo la descomposición de LAH debido al sobrecalentamiento local. El seguimiento mediante XRD muestra que los cristales de LAH crecen a lo largo del plano cristalino (111) durante el proceso de eliminación del disolvente, y la constante de velocidad se correlaciona linealmente positivamente con la tasa de crecimiento del plano cristalino (R²=0.98).