金屬鋰及氫化鋰在水氣氛中反應(yīng)機(jī)理的理論研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、四川師范大學(xué)碩士學(xué)位論文金屬鋰及氫化鋰在水氣氛中反應(yīng)機(jī)理的理論研究姓名:何驚華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):理論物理指導(dǎo)教師:薛衛(wèi)東20050601摘要它們的反應(yīng)熱分別為一76881Idmol~、75804kJtool“和一1739331dmol~。反應(yīng)控制步驟的活化能分別為84685kJtool~、243531kJtoolo和149966kjtool~。從反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度看金屬Li在H,O氣氛中發(fā)生的主要氧化腐蝕反應(yīng)為反應(yīng)(1),因?yàn)?/p>

2、此反應(yīng)控制步驟的活化能最小,最易進(jìn)行。至于反應(yīng)(2)、(3),只要達(dá)到反應(yīng)所需條件還是可能發(fā)生的。因此金屬鋰表面的腐蝕膜成分主要是LiOH,隨著內(nèi)層的金屬Li進(jìn)一步和表面LiOH的反應(yīng),可形成更穩(wěn)定的Li20以及LiH,從而使金屬鋰表面膜是由緊密的內(nèi)層膜和多孔疏松的外層膜組成的,這一結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,而理論上是首次報(bào)導(dǎo)。同時(shí)我們也首次從理論上證實(shí)了在室溫下金屬“與H2反應(yīng)能形成LiH鈍化膜的可能性。在研究金屬鏗在H20氣氛中氧化腐蝕的

3、微觀機(jī)理的基礎(chǔ)上,再采用價(jià)鍵理論和分子內(nèi)部原子振動(dòng)頻率分析,我們又分析討論了貯氫材料LiH在H20氣氛中氧化腐蝕反應(yīng)的機(jī)理。對(duì)微觀反應(yīng)LiHH20—LiOHH2、LmLiOH—Lj20H2和Li20H202LiOH的研究結(jié)果表明:LIHH20LiOHH2的能壘最低,為lO37kJtool‘。,是LiH在H20氣氛中主要的氧化腐蝕反應(yīng)。而LiHLiOH—Li20H2和Li20H202LiOH的反應(yīng)控制步驟的活化能分別為8399kJtool

4、一、10922kJtool一,因此LiH表面腐蝕產(chǎn)物主要是LiOH,并有少量的Li10。由于有H。放出,導(dǎo)致該腐蝕表面多孔疏松,這與DAurbach等人用X射線光電子能譜分析的結(jié)果一致。另外該三個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng),其反應(yīng)熱分別為12741kJmot~、4996ldmol“和7745k/tool一,其中反應(yīng)LiHH20LiOHH2的反應(yīng)速率常數(shù)13943cm3tool~s一,而LiHLiOHLi20H2和Li20H202LiOH的反應(yīng)速率

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