Введение
Chembox. ImageFile1=File:LiAlO2 единичная клетка. png ImageCaption1 = Li+ Al3+ O2− Watchedfields = changed verifiedrevid = 415566614 PIN = Литий алюминат SystematicName = Литий ((1+) алюминат OtherNames = Литий метаалюминат Оксид лития алюминия Литий алюминий двойной гидроксид Section1= Section2= Section4 = Chembox Термохимия DeltaGf = 1126.276 кДж/моль DeltaHc = DeltaHf = 1188.670 кДж/моль Литий алюминат представляет собой слойный двойной гидроксид (LDH) с кристаллической структурой, напоминающей гидроцитовый. Растворимость алюмината лития при высоком pH (12,5 13,5) намного ниже, чем у оксидов алюминия. При кондиционировании низко- и среднерадиоактивных отходов (LILW) нитрат лития иногда используется в качестве добавки к цементу для минимизации коррозии алюминия при высоком pH и последующего производства водорода. Действительно, при добавлении нитрата лития в цемент на поверхности металлических алюминиевых отходов, обездвиженных в растворе, образуется пассивный слой из · 5 H2O. Слой алюмината лития нерастворим в воде и защищает основной оксид алюминия, покрывающий металлический алюминий, от растворения при высоком pH. Это также заполняет поры. Это препятствует окислению алюминия протонами воды и уменьшает скорость эволюции водорода в десять раз. Алюминат лития также используется в качестве инертного электролита в расплавленных карбонатных топливных элементах, где электролит может быть смесью карбоната лития, карбоната калия и карбоната натрия.
| ImageFile1=File:LiAlO2 unit cell. png
| ImageCaption1 = Li+ Al3+ O2−
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 415566614
| PIN = Lithium aluminate
| SystematicName = Lithium(1+) aluminate
| OtherNames = Lithium metaaluminate
Lithium aluminum oxide
Lithium aluminium double hydroxyde
|Section1=
|Section2=
| Section4 = Chembox Thermochemistry
| DeltaGf = 1126.276 kJ/mol
| DeltaHc =
| DeltaHf = 1188.670 kJ/mol
Lithium aluminate is a layered double hydroxide (LDH) with a crystal structure resembling that of hydrotalcite. Lithium aluminate solubility at high pH (12.5 – 13.5) is much lower than that of aluminium oxides. In the conditioning of low and intermediate level radioactive waste (LILW), lithium nitrate is sometimes used as additive to cement to minimise aluminium corrosion at high pH and subsequent hydrogen production. Indeed, upon addition of lithium nitrate to cement, a passive layer of · 5 H2O is formed onto the surface of metallic aluminium waste immobilised in mortar. The lithium aluminate layer is insoluble in cement pore water and protects the underlying aluminium oxide covering the metallic aluminium from dissolution at high pH. It is also a pore filler. This hinders the aluminium oxidation by the protons of water and reduces the hydrogen evolution rate by a factor of 10. Lithium aluminate also finds its use as an inert electrolyte support material in molten carbonate fuel cells, where the electrolyte may be a mixture of lithium carbonate, potassium carbonate, and sodium carbonate.
История
В 1906 году Вейберг описал новое синтезированное соединение - литиево-водородовый алюминат. Это был первый известный синтез этого уникального соединения. Он утверждал, что это новое соединение имеет соответствующую химическую формулу: в 1915 году Аллен и Роджерс утверждали, что нерастворимый алюминат лития образуется, когда алюминий растворяется в растворе гидроксида лития. Это сушенное воздухом вещество имело атомное соотношение 2Li:5Al и химическую формулу: В 1929 году Процив воссоздал эксперимент Аллена и Роджерса и через серию проводимометрических измерений на насыщенном растворе вещества пришел к выводу, что литий и алюминий присутствовали в соотношении 0,8Li:2Al, что, по его словам, является атомным соотношением примерно 1Li:2Al. По его словам, алюминат лития также может быть осажден путем добавления раствора гидроксида лития в раствор алюминиевой соли или путем добавления раствора соли лития в раствор щелочного алюмината. Таким образом, между Allen/Rogers и Prociv возникли разногласия относительно состава алюмината лития. Это может быть связано с различиями между их условиями осадков. Они утверждали, что образованное соединение содержало литий и алюминий в атомном соотношении 2Li:5Al. Их химическая формула была упрощена в современную формулу для алюмината лития:
In 1915 Allen and Rogers asserted that an insoluble aluminate of lithium is formed when aluminum is dissolved in a solution of lithium hydroxide. This air dried substance had an atomic ratio of 2Li:5Al and the chemical formula:
In 1929 Prociv recreated Allen and Rogers experiment and through a series of conductometric measurements on the saturated solution of the substance concluded that lithium and aluminum were present in the ratio of 0.8Li:2Al, which, he says, is an atomic ratio of approximately 1Li:2Al. According to him lithium aluminate may also be precipitated by the addition of a solution of lithium hydroxide to a solution of aluminum salt or by adding a solution of lithium salt to a solution of an alkali aluminate. Thus there was disagreement between Allen/Rogers and Prociv as to the composition of lithium aluminate. This may have been attributed to variations between their precipitation conditions. They claimed that the formed compound contained lithium and aluminum in the atomic ratio of 2Li:5Al. Their chemical formula was simplified into the modern formulation for lithium aluminate:
Области интереса
Основное соединение алюмината лития привлекло внимание в двух различных областях: ядерной физике и химии твердого состояния. Было обнаружено по меньшей мере пять различных фаз алюмината лития. Кристаллическая структура алюмината лития может быть найдена в фазах α, β или γ. Ядерные физики заинтересованы в модификации алюмината лития из-за его хорошей производительности при высоком нейтронном и электронном излучении. Эта модификация также демонстрирует необходимую химическую, термофизическую и механическую стабильность при высокой температуре наряду с требуемым поведением при облучении. Эта фаза представляется перспективной литий-керамикой, подходящей в качестве материала для разведения трития на месте в будущих термоядерных реакторах.
Текущие методы
Синтез алюмината лития в основном выполняется несколькими методами: в твердом состоянии, влажным химическим способом, соль-гелем, с использованием шаблонов, различных прекурсоров и процессов сгорания. Основным продуктом в твердом состоянии является фаза; в влажной химической реакции основным продуктом является твердый раствор и фазы.