Как получить из li2o lioh: Li -> Li2O -> LiOH -> Li2CO3 -> CO2 осуществить цепочку превращений

Большое удлинение формируемых in situ нанопроволок Li2O с помощью луча

Abstract

В качестве важного компонента интерфейса твердого электролита в литий-ионных батареях и эффективного воспроизводящего материала в термоядерном реакторе механические свойства Li ₂ O представляет большой интерес, но недостаточно изучен. Здесь мы показываем, что поликристаллические нанопроволоки Li ₂ O были сформированы in situ путем касания и вытягивания гидроксида лития под электронным (электронно-лучевым) освещением. Ли ₂ O нанопроволоки выдержали повышенное удлинение (от 80% до 176%) при низкодозном облучении пучком электронов вблизи комнатной температуры по сравнению с удлинением (от 51% до 57%) без облучения пучком электронов. Чрезвычайно высокая деформируемость может быть объяснена быстрой диффузией Li ₂ O при облучении электронным пучком и в условиях растягивающего напряжения. Большое удлинение без облучения электронным пучком означает, что наноструктурированный Li ₂ O пластичен при температуре около комнатной.

Введение

Являясь одним из простейших ионных оксидов, оксид лития (Li ₂ O) является важным компонентом поверхностного слоя твердого электролита (SEI) в анодах литий-ионных аккумуляторов ¹ и эффективным промотором для материалы для хранения водорода ² . Электрические и механические свойства слоя SEI определяют производительность и срок службы литий-ионных аккумуляторов. Между тем, Li ₂ O является основным продуктом анодов из литированного оксида металла 9.0232 3,4 . После литирования исходные электроды из оксида металла превратятся в частицы металла или сплава лития и металла, диспергированные в матрице Li ₂ O. Таким образом, механические свойства Li ₂ O имеют решающее значение для целостности электродов и будут влиять на возможность повторного использования литий-ионных аккумуляторов.

Еще более привлекательным является то, что его высокая температура плавления (1711 K) и свойства воспроизводства трития сделали Li ₂ O востребованным материалом воспроизводства бланкета в термоядерном реакторе ⁵ , служащий возможным будущим энергетическим ресурсом для людей. Тем не менее, безопасное использование ядерной энергии поставило перед инженерами задачу разработки соответствующих материалов, работающих в радиационной среде, где было обнаружено, что механическое поведение отличается от аналога без излучения. Например, Кинер и др. указали, что на предел текучести облученных нейтронами медных наностолбиков влияет взаимодействие дислокаций с дефектами, вызванными облучением ⁶ . В этом свете важное значение имеет фундаментальное понимание механических свойств Li ₂ O с высокоэнергетическим излучением и без него.

Кроме того, перспектива уменьшения критических размеров элементов современных электронных и механических устройств способствовала обширным исследованиям наноразмерных материалов. Поскольку размер образца уменьшается до нанометрового диапазона, механическое поведение может сильно отличаться от поведения объемного аналога. Например, недавняя работа показала, что кремний ⁷ и германиевые ⁸ нанопроволоки (ННК) действительно пластичны, в то время как их объемные аналоги обычно хрупкие. Что касается наноразмерных оксидов, было показано, что электронный луч (e-beam) является полезным инструментом для эффективной настройки механических свойств. В частности, пластичность ННК SiO ₂ может быть значительно повышена за счет облучения электронным пучком низкой интенсивности ⁹ . Кроме того, облучение электронным пучком может увеличить модуль Юнга ННК оксида цинка-олова ¹⁰ . Тем не менее механический отклик наноструктурированного Li ₂ O, который имел бы значение для разработки наноэлектролитов и наноэлектродов для литий-ионных аккумуляторов ¹¹ , редко обсуждался. В этом письме мы сообщаем о простом подходе к изготовлению свежих поликристаллических ННК Li ₂ O внутри просвечивающего электронного микроскопа. Соответствующее механическое поведение с облучением электронным пучком и без него было исследовано при комнатной температуре.

Результаты

Мы обнаружили, что наноструктуры Li ₂ O могут быть синтезированы облучением гидроксида лития (LiOH) электронным пучком, что подтверждает предыдущие экспериментальные результаты ¹² . Поликристаллические ННК Li ₂ O были успешно изготовлены путем касания поверхности LiOH с последующим вытягиванием золотым наконечником (рис. 1а). ННК были изготовлены в результате диффузии Li ₂ O от подложки к золотому наконечнику под действием электронного пучка. Выбранные картины дифракции электронов (SAED) показывают, что подложка представляет собой поликристаллическую фазу LiOH (JCPDS 76-09).11, тетрагональный, a = 0,355 нм, c = 0,433 нм) (рис. 1b), а выделенный NW — Li ₂ O (JCPDS 77-2144, кубический, a = 0,462  нм) (рис. 1c, см. также рис. С1). На рисунке 1d показаны спектры спектроскопии потерь энергии электронов (EELS) края Li-K и края O-K в LiOH (красная кривая) и Li ₂ O (черная кривая). В LiOH краевые пики Li-K повышаются при 58,2, 62,7 и 75 эВ, а краевые пики O-K повышаются при 529,4 и 535,1 эВ; в то время как в Li ₂ O краевые пики Li-K появляются при 58,2 и 62,7 эВ, а краевые пики O-K появляются при 526,1, 532,4 и 545,9 эВ. эВ. Различная тонкая структура краев Li и O-K указывает на различное электронное окружение в LiOH и Li ₂ O ¹³ . Впоследствии мы провели испытания на растяжение на месте отдельных СНК, при этом весь процесс деформации напрямую записывался с помощью потокового видео.

In situ приготовление свежего Li ₂ O NW из субстрата LiOH.

(a) ПЭМ-изображение экспериментальной установки, показывающее изготовление Li ₂ O СЗ под электронно-лучевым облучением. Картины SAED, показывающие преобладающие фазы субстрата и экстрагированного ННК, являются поликристаллическими (b) LiOH и (c) Li ₂ O соответственно. Дифракционное кольцо {200} с чрезвычайно низкой интенсивностью не видно на картине SAED. ( d ) Спектры EELS края Li-K и края O-K в LiOH (красная кривая) и Li ₂ O (черная кривая) с вычетом фона перед краем.

Изображение полного размера

Во время испытаний на растяжение мы намеренно уменьшили плотность тока пучка, чтобы подавить массоперенос от подложки к корню СНК. На рисунках 2a-2e показано типичное испытание Li 9 на растяжение.0020 2 O NW (см. Дополнительные фильмы S1 – S2 онлайн) с плотностью тока 1,83 × 10 ⁻³  A/см ² . Начальная длина НЗ оценивалась в 5010 нм, как показано на рис. 2а. Когда мы тянули, сегмент между двумя надрезами на поверхности (указанный стрелками на рис. 2b–2e), который имеет постоянный диаметр около 323 нм, значительно удлинился, пока длина СЗ не достигла 13816 нм (рис. 2e). наконец-то сформировался, не ломаясь! Из-за ограниченного радиуса действия манипулятора мы не могли тянуть СЗ дальше. Следовательно, удлинение ~176% является нижней границей. Кроме того, процесс образования шейки, который уменьшил диаметр с исходных 323 нм (рис. 2b) до 190 нм (рис. 2д) визуализировался непосредственно. Сильный дифракционный контраст, который быстро возникал и исчезал, часто наблюдался в процессе образования шейки (указанный стрелками на рис. 2в и 2г), свидетельствующий о массивной дислокационной активности при растяжении НЗ. В наноструктурных материалах границы зерен (ГЗ) и свободная поверхность могут служить местом зарождения, а также местом аннигиляции дислокаций, как показано как теоретическими ¹⁴ , так и экспериментальными работами ^15,16 . Между тем, Фигуры. На S2–S4 показаны еще три примера, свидетельствующие о большом удлинении ННК Li ₂ O при облучении электронным пучком со скоростью деформации 4,1×10 ⁻³ , 4,3×10 ⁻³ и 1,4×10 ^{− 3} с ⁻¹ соответственно. Общее удлинение составляет ~ 80% (рис. S2), ~ 105% (рис. S3) и ~ 110% (рис. S4) соответственно. Во время этих испытаний мы намеренно уменьшили плотность тока до порядка 10 ⁻⁴  А/см ² , что еще больше подавляло процесс атомной диффузии и, таким образом, приводило к меньшему удлинению по сравнению с указанным на рис. 2 (176%). разрушение СЗ (рис. S2–S4).

Сверхудлинение a Li ₂ O NW под облучением электронным пучком.

(a–e) Последовательные ПЭМ-изображения, показывающие удлинение Li ₂ O NW при одноосной растягивающей нагрузке со скоростью деформации 4,1×10 ⁻³  с ⁻¹ . Промежуток времени от (а) до (д) составляет 0, 279, 494, 829 и 1232 с соответственно. Стрелки указывают на надрезы на поверхности, а стрелки отмечают дифракционный контраст, вызванный дислокационной активностью.

Изображение в натуральную величину

Чтобы проиллюстрировать влияние облучения электронным пучком на характер деформации, после формирования ННК Li ₂ O с одинаковым диаметром мы заглушили пучок (рис. 3а), а затем вытянули НВ, делать снимки, периодически включая луч примерно на 1 секунду каждые 3 минуты. Было получено полное удлинение ~51% (рис. 3б–3в). Следует отметить, что диффузия Li ₂ O от подложки к СЗ был пренебрежимо мал без облучения пучком, о чем свидетельствует достаточно стабильная реперная точка, отмеченная стрелками (рис. 3а–3в). Другое испытание на растяжение, показывающее удлинение ~57% в Li ₂ O NW без облучения электронным пучком, показано на рис. S5.

Ограниченное удлинение Li ₂ O СЗ с закрытым электронным лучом.

(a–c) ПЭМ-изображения, демонстрирующие ограниченное удлинение Li ₂ O NW с гашением электронного луча во время растягивающей нагрузки со скоростью деформации 4,7×10 ⁻⁴  с ⁻¹ . Промежуток времени от (а) до (с) составляет 0, 540 и 1080  с соответственно. Стрелки указывают на ступени поверхности, служащие опорными точками.

Изображение полного размера

Обсуждение

Хорошо видно, что облучение электронным пучком может эффективно увеличить удлинение поликристаллических ННК Li ₂ O. Без облучения электронным пучком пластичность ННК могла бы быть обусловлена ​​зарождением и последующей аннигиляцией дислокаций на ГЗ и свободных поверхностях. При электронно-лучевом облучении, помимо активности дислокаций, пластичности может способствовать быстрая диффузия атомов, чему способствуют динамические смещения составляющих атомов ¹⁷ . Основная идея состоит в том, что входящие электроны могут отклоняться кулоновским полем каждого атомного ядра. Энергия, передаваемая от налетающего электрона атомному ядру, определяется выражением ¹⁸ :

, где θ — угол отклонения электрона в поле атомного ядра, E _max — максимальная энергия, которая может E ₀ — энергия налетающего электрона (в эВ), а A — атомный массовый номер. Как только переданная энергия превышает энергию, необходимую для смещения составляющих атомов, может произойти смещение атомов. В данном случае максимальная энергия, передаваемая от электронного пучка 100 кэВ литию и кислороду, составляет 80 и 15 эВ соответственно. Поскольку литий и кислород являются легкими элементами, считается, что такие высокие энергии способны вызывать смещение атомов и, следовательно, массоперенос. Именно по этому механизму были изготовлены свежие ННК (диффузия Li ₂ O от подложки до золотого наконечника). Быстрая диффузия способствовала уничтожению дефектов, таких как трещины, зародившиеся во время механического нагружения, и, таким образом, способствовала пластичности.

В то же время плотность тока, применяемого для получения изображений ПЭМ, варьировалась от 3,2×10 ^-4 до 0,1 А/см ² , что на несколько порядков ниже, чем те, которые использовались ранее в области наноинженерии ¹⁹ . Кроме того, золотой наконечник представляет собой материал с высокой теплопроводностью (300 Вт/мК) и поэтому способен быстро отводить тепло. Максимальный подъем температуры в Li 9Таким образом, ожидается, что 0020 2 O NWs будет меньше 10 K ¹⁸ (подробную информацию см. в методах). По сравнению с его высокой температурой плавления (1711 K) такое небольшое повышение температуры мало повлияло бы на его механическое поведение. Кроме того, ожидается, что деформация ползучести, которая может стать заметной при высокой температуре ²⁰ , не будет доминирующей во время текущих испытаний на растяжение.

Следует отметить, что в предыдущих работах ^21,22 было продемонстрировано образование коллоидов металлического лития в Li ₂ Кристалл O, облученный электронным пучком с энергией 1 МэВ. Чтобы прояснить возможное влияние электронного луча на структуру Li ₂ O NW, мы записали in situ паттернов SAED одиночного NW при длительном облучении электронным пучком (см. Дополнительный фильм S3 онлайн). Картины могут быть последовательно проиндексированы на основе чистой поликристаллической фазы Li ₂ O (рис. S1), как показано на рис. 1c, подразумевая, что коллоиды Li не были созданы при облучении электронным пучком низкой энергии (т. Е. 100   кэВ) .

Таким образом, было обнаружено, что облучение электронным пучком значительно повышает пластичность поликристаллических ННК Li ₂ O во время растягивающей нагрузки, что можно хорошо понять по быстрой диффузии, вызванной облучением электронным пучком при растягивающем напряжении. . Большое удлинение (51% и 57%) без облучения электронным пучком указывает на то, что ННК Li ₂ O пластичны и могут выдерживать большие механические напряжения, а это означает, что наноаноды из литированного оксида металла в литий-ионном аккумуляторе могут не легко ломается при езде на велосипеде. Наши результаты имеют важное значение для применения Li ₂ O наноструктур в ядерной среде и иллюстрирует, что облучение электронным пучком может быть выдающимся подходом в области наноинженерии посредством адаптации механических свойств материалов.

Методы

Эксперименты проводились в просвечивающем электронном микроскопе FEI Tecnai F30 с полевой эмиссией, работающем при 100 кВ, с платформой Nanofactory TEM – сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) ¹⁶ . Кристаллы LiOH были прикреплены к золотому стержню с помощью электропроводящего клея на основе эпоксидной смолы, наполненного серебром, CW2400 Circuit Works от ITW Chemtronics. Впоследствии золотой стержень был вставлен в один конец платформы TEM-STM. Чтобы успешно приготовить свежий Li ₂ O NW внутри TEM мы сначала выровняли золотой наконечник, чтобы он касался подложки LiOH. Затем область контакта облучали электронным пучком с размерами от 200 до 1000 нм (соответствующая плотность тока составляет от 0,5 до 12 А/см ² ) для формирования кристаллов Li ₂ O в подложке. Время облучения зависит от силы тока. Чем выше сила тока, тем меньше времени требуется для зарождения фазы Li ₂ O. Обычно при плотности тока 12 А/см ² , Li ₂ O будет сформирован после 10-секундного облучения электронным пучком. При небольшом прижатии наконечника СТМ к подложке часть кристаллов Li ₂ O прикрепилась к наконечнику СТМ. Наконец, наконечник был отведен назад, чтобы сформировать Li ₂ O NW, который подвергся дальнейшей растягивающей нагрузке (рис. 1а).

Повышение температуры при облучении можно рассчитать по модели Фишера ²³ :

где I – ток пучка, κ – коэффициент теплопроводности, e — заряд электрона (1,6×10 ⁻¹⁹ Кл), b — радиус образца, r ₀ — радиус пучка и ΔE — полная потеря энергии на электрон в образец толщиной d . Поскольку потери энергии в образце малы по сравнению с начальной энергией, равной 100 кэВ, член ΔE/d равен тормозной способности для электронов dE/dx , которую можно рассчитать из уравнения Бете-Блоха ²⁴ :

где Z — атомный номер целевого элемента, ρ — атомная плотность, ε ₀ — диэлектрическая проницаемость (8,85×10 ⁻¹²  4/м2), ₀ — масса покоя электрона (9,3×10 ⁻³¹  кг), υ — скорость электрона, c — скорость света (3×10 ⁸  м/с), E — энергия электрона , I _e — средняя энергия возбуждения электронов в мишени и β = υ/c .

В настоящее время ускоряющее напряжение составляет 100 кВ, таким образом, β = 0,548 и υ = 1,64×10 ⁸  м/с. Для Li ₂ O, ρ = 4,04×10 ²⁸  м ⁻³ (массовая плотность 2013 кг/м ³ ), температура плавления 1711 K ^{25 27 κ 2} . Максимальное повышение температуры оценивается примерно в 1 К при I = 3,7 нА, b = 1,5 мм, r ₀ = 4 мкм.

Ссылки

• Liu, X.H. et al. Анизотропное набухание и разрушение кремниевых нанопроволок при литировании. Нано Летт. 11, 3312–3318 (2011).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Hu, Y.H. & Ruckenstein, E. Высокоэффективный Li2O/Li3N со сверхбыстрой кинетикой для хранения h3. Инд.Инж. хим. Рез. 43, 2464–2467 (2004).

  КАС Статья Google ученый

• Huang, J.Y. et al. Наблюдение in situ за электрохимическим литированием одиночного электрода из нанопроволоки SnO2. Наука 330, 1515–1520 (2010).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Этачери В., Маром Р., Элазари Р. , Салитра Г. и Аурбах Д. Проблемы разработки передовых литий-ионных аккумуляторов: обзор. Энергетическая среда. науч. 4, 3243 (2011).

  КАС Статья Google ученый

• Mattas, R. F. & Billone, M. C. Материалы для племенных одеял. Дж. Нукл. Матер. 233–237, 72–81 (1996).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

• Кинер, Д., Хосеманн, П., Малой, С. А. и Минор, А. М. Испытания на нанокомпрессии облученной меди in situ. Nature Mater 10, 608–613 (2011).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Ван, Л., Чжэн, К., Чжан, З. и Хан, X. Прямая визуализация в атомном масштабе о механизмах сверхбольшого изгиба в нанопроволоках кремния. Nano Lett 11, 2382–2385 (2011).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Смит, Д. А., Холмберг, В. К. и Коргель, Б. А. Гибкие германиевые нанопровода: идеальная прочность, пластичность при комнатной температуре и сгибаемая полупроводниковая ткань. ACS Nano 4, 2356–2362 (2010).

  КАС Статья Google ученый

• Zheng, K. et al. Электронно-лучевое сверхпластическое формование наноразмерного аморфного кремнезема. Нац. коммун. 1, 1–8 (2010).

  КАС ПабМед Центральный Google ученый

• Занг, Дж., Бао, Л., Уэбб, Р. А. и Ли, X. Электронно-лучевое облучение укрепляет нанопроволоки из оксида цинка и олова. Nano Lett 11, 4885–4889 (2011).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Арико А.С., Брюс П., Скросати Б., Тараскон Ж.-М. и ван Шалквейк, В. Наноструктурные материалы для передовых устройств преобразования и хранения энергии. Nature Mater 4, 366–377 (2005).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Hu, Y. & Ruckenstein, E. Наноструктурированный Li2O из LiOH с помощью электронного облучения. хим. физ. лат. 430, 80–83 (2006).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Ван, Ф. и др. Химическое распределение и связывание лития в интеркалированном графите: идентификация с помощью оптимизированной спектроскопии потерь энергии электронов. ACS Nano 5, 1190–1197 (2011).

  КАС Статья Google ученый

• Ямаков В., Вольф Д., Салазар М., Филпот С. Р. и Гляйтер Х. Эффекты масштаба длины при зарождении протяженных дислокаций в нанокристаллическом алюминии с помощью молекулярно-динамического моделирования. Acta Mater. 49, 2713–2722 (2001).

  КАС Статья Google ученый

• Шан, З. и др. Динамика дислокаций в нанокристаллическом никеле. физ. Преподобный Летт. 98, 095502 (2007).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Zheng, H. et al. Дискретная пластичность в кристаллах золота размером менее 10 нм. Нац. коммун. 1, 144 (2010).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

• Мур, Н.В., Луо, Дж., Хуанг, Дж.Ю., Мао, С.С. и Хьюстон, Дж.Э. Сверхпластичные нанопроволоки, извлеченные из поверхности поваренной соли. Нано Летт. 9, 2295–2299 (2009).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Эгертон, Р. Радиационные повреждения в ПЭМ и РЭМ. Микрон 35, 399–409 (2004).

  КАС Статья Google ученый

• Сюй, С. и др. Модификация в нанометровом масштабе и сварка кремниевых и металлических нанопроволок высокоинтенсивным электронным пучком. Малый 1, 1221–1229 (2005).

  КАС Статья Google ученый

• Йошида Х., Икухара Ю. и Сакума Т. Сопротивление ползучести при высоких температурах в мелкозернистом Al2O3, легированном редкоземельными элементами. Дж. Матер. Рез. 13, 2597–2601 (1998).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Вайда, П. и Бенеу, Ф. Повреждение электронным излучением и создание литий-коллоида в Li2O. физ. Rev. B 53, 5335 (1996).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Прем, М., Крекснер, Г., Бенеу, Ф. и Вайда, П. Металлические коллоиды в оксиде лития после электронного облучения. Physica B 350, E999–E1002 (2004).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Фишер, С. Б. О повышении температуры в фольге, облученной электронами. Радиат. Эфф. Дефекты Твердые тела 5, 239 (1970).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Дженчич, И., Бенч, М.В., Робертсон, И.М. и Кирк, М.А. Электронно-лучевая кристаллизация изолированных аморфных областей в Si, Ge, GaP и GaAs. Дж. Заявл. физ. 78, 974–982 (1995).

  ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

• Ортман М.С. и Ларсен Э.М. Получение, характеристика и температура плавления высокочистого оксида лития. Варенье. Керам. соц. 66, 645–648 (1983).

  КАС Статья Google ученый

• Абу-Сена, А., Йинг, А. и Абдоу, М. Эффективная теплопроводность литий-керамических камешков для одеял Fusion: обзор. Фьюжн наук. Технол. 47, 1094–1100 (2005).

  КАС Статья Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

J.W. хотел бы поблагодарить за финансовую поддержку программы 973 ​​(2011CB933300), Национального фонда естественных наук Китая (51071110, 40972044, J0830310), программы Министерства образования Китая NCET (NCET-07-0640), Фонда докторантуры Министерства образования (200

110059) и Фонда фундаментальных исследований. Фонды центральных университетов. С.М. хотел бы отметить NSF CMMI 08 010934 через Университет Питтсбурга и Национальную лабораторию Sandia. Эта работа была выполнена частично в Центре интегрированных нанотехнологий, пользовательском объекте Управления фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США. Sandia National Laboratories — многопрофильная лаборатория, управляемая корпорацией Sandia, входящей в состав компании Lockheed-Martin, для Министерства энергетики США по контракту № DE-AC04-9.4АЛ85000. Х.З. хотел бы поблагодарить Китайский стипендиальный совет за финансовую поддержку.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Школа физики и технологий, Центр электронной микроскопии и Ключевая лаборатория искусственных микро- и наноструктур МЧС, Уханьский университет, Ухань, 430072, Китай

   He Zheng & Jianbo Wang

2. Центр интегрированных нанотехнологий, Sandia National Laboratories, Альбукерке, Нью-Мексико, 87185, США

   Yang Liu & Jian Yu Huang

3. Department of Mechanical Engineering & Materials Science, University of Pittsburgh, Pittsburgh, Pennsylvania, 15261, USA

   He Zheng & Scott X. Mao

Authors

1. He Zheng

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

2. Yang Liu

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

3. Scott X. Mao

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

4. Jianbo Wang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

5. Jian Yu Huang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Взносы

Х.З. провел эксперименты с ТЕМ и написал статью. Х.З., Ю.Л. и С.М. участвовал в анализе данных. Д.И.Х. и Дж.В. пересмотрел бумагу. Проект был разработан J. W. и Дж.Ю.Х.

Декларация этики

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют о конкурирующих финансовых интересах.

Дополнительные электронные материалы

Дополнительная информация

Фильм 1

Дополнительная информация

Фильм 2

Дополнительная информация

Фильм 3

Дополнительная информация

Дополнительный материал

Права и разрешения Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Дополнительная литература

• Гибкая сварка нанопроволок SiOx с макропористой углеродной пленкой и новые идеи

  • Цзянбин Су
  • Чживэй Ван
  • Сяньфан Чжу

  SN Прикладные науки (2021)

• Осаждение и зачистка металлического лития в твердотельной батарее с помощью ползучести Кобла

  • Юминг Чен
  • Цзыцян Ван
  • Джу Ли

  Природа (2020)

• In situ исследование механических свойств переносимых по воздуху частиц дымки

  • Мин Шуай Дин
  • Вэйчжун Хань
  • ЧжиВэй Шань

  Наука Китай Технологические науки (2015)

• Неупругость сдвоенных нанопроволок CuO

  • Хуапин Шэн
  • Хэ Чжэн
  • Цзяньбо Ван

  Исследования в области нанотехнологий (2015)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Кинетическое измерение и прогноз выделения водорода из поликристаллической системы LiH/Li2O/LiOH

Показаны 1-4 из 33 страницы в этой статье.

PDF-версия также доступна для скачивания.

Описание

Из-за экзотермической реакции соли гидрида лития (LiH) с водой во время транспортировки и обработки на поверхности LiH всегда присутствует тонкая пленка гидроксида лития (LiOH). В сухом или вакуумном хранилище эта тонкая пленка LiOH медленно разлагается. Мы использовали температурно-программируемую реакцию/разложение (TPR) в сочетании с изоконверсионным методом термического анализа, чтобы определить кинетику выделения H{sub 2}O из чистого LiOH и H{sub 2} и H{sub 2}O из это тонкая пленка LiOH. Производство H{sub 2} в результате реакции LiH с LiOH, образующей промежуточный слой оксида лития (Li{sub 2}O), является термодинамически выгодным, с … продолжение ниже

Физическое описание

PDF-файл: 33 страницы; размер: 4,1 Мбайт

Информация о создании

Дин, Л. Н.; Грант, Д.М.; Шильдбах, Массачусетс; Смит, Р.А.; Зикхаус, WJ; Балаш, Б. и соавт. 6 апреля 2005 г.

Контекст

Этот артикул входит в состав сборника под названием: Управление научно-технической информации Технические отчеты а также предоставлено отделом государственных документов библиотек ЕНТ к Электронная библиотека ЕНТ, цифровой репозиторий, размещенный на Библиотеки ЕНТ. Его просмотрели 114 раз. Более подробную информацию об этой статье можно посмотреть ниже.

Поиск
Открытый доступ

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этой статьи, либо с ее содержанием.

Авторы

• Дин, Л. Н.
• Грант, Д. М.
• Шильдбах, М. А.
• Смит, Р.А.
• Зикхаус, В. Дж.
• Балаш, Б.
• Леки, Дж. Х.
• Киркпатрик, Дж.
• Маклин II, В.

• Соединенные Штаты. Министерство энергетики.

Издатель

• Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса

  Информация об издателе: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса (LLNL), Ливермор, Калифорния

  Место публикации: Ливермор, Калифорния

Предоставлено

Библиотеки ЕНТ Отдел государственных документов

Являясь одновременно федеральной и государственной депозитарной библиотекой, отдел государственных документов библиотек ЕНТ хранит миллионы единиц хранения в различных форматах. Департамент является членом Программы партнерства по контенту FDLP и Аффилированного архива Национального архива.

О | Просмотрите этого партнера

Свяжитесь с нами

Исправления и проблемы Вопросы

какая

Описательная информация, помогающая идентифицировать эту статью. Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие элементы в электронной библиотеке.

Описание

Из-за экзотермической реакции соли гидрида лития (LiH) с водой во время транспортировки и обработки на поверхности LiH всегда присутствует тонкая пленка гидроксида лития (LiOH). В сухом или вакуумном хранилище эта тонкая пленка LiOH медленно разлагается. Мы использовали температурно-программируемую реакцию/разложение (TPR) в сочетании с изоконверсионным методом термического анализа, чтобы определить кинетику выделения H{sub 2}O из чистого LiOH и H{sub 2} и H{sub 2}O из это тонкая пленка LiOH. Производство H{sub 2} в результате реакции LiH с LiOH, образующей прослойку оксида лития (Li{sub 2}O), является термодинамически выгодным, при этом скорость дальнейшей реакции ограничивается диффузией через Li{sub 2}O и стабильность разлагающегося LiOH. Гидроксид лития на границе раздела LiOH/вакуум также легко разлагается до Li{sub 2}O, высвобождая H{sub 2}O, который впоследствии реагирует с LiH в закрытой системе с образованием H{sub 2}. В начале сухого разложения, где H{sub 2} является преобладающим продуктом, энергия активации выделения газа из тонкой пленки LiOH ниже, чем для объемного LiOH. Однако по мере протекания реакций на границах раздела LiH/Li{sub 2}O/LiOH и на границах раздела LiOH/вакуум общий энергетический барьер активации для дегазации приближается к барьеру разложения объемного LiOH. Разработанная здесь кинетика предсказывает профиль выделения водорода, хорошо согласующийся с выделением водорода, наблюдаемым при длительном изотермическом хранении.

Физическое описание

PDF-файл: 33 страницы; размер: 4,1 Мбайт

Предметы

Ключевые слова

• Энергия активации
• Дегазация
• Распространение
• Прогнозирование
• Водород
• Кинетика
• Гидриды лития
• Гидроксиды лития
• Оксиды лития
• Производство
• Стабильность
• Хранилище
• Термический анализ
• Тонкие пленки
• Вода

Тематические категории ИППП

• 08 Водород
• 36 Материаловедение

Источник

• Название журнала: Журнал ядерных материалов; Объем журнала: 347

Язык

• Английский

Тип вещи

• Статья

Идентификатор

Уникальные идентификационные номера для этой статьи в электронной библиотеке или других системах.

• Отчет № : UCRL-JRNL-211246
• Номер гранта : W-7405-ENG-48
• Отчет Управления научной и технической информации № : 877777
• Архивный ресурсный ключ : ковчег:/67531/metadc874466

Коллекции

Эта статья является частью следующего сборника связанных материалов.

Управление научно-технической информации Технические отчеты

Отчеты, статьи и другие документы, собранные в Управлении научной и технической информации.

Управление научной и технической информации (OSTI) — это офис Министерства энергетики (DOE), который собирает, сохраняет и распространяет результаты исследований и разработок (НИОКР), спонсируемых Министерством энергетики, которые являются результатами проектов НИОКР или другой финансируемой деятельности в DOE. лаборатории и объекты по всей стране, а также получатели грантов в университетах и ​​других учреждениях.

О | Просмотрите эту коллекцию

Какие обязанности у меня есть при использовании этой статьи?

Цифровые файлы

• 33 файлы изображений доступны в нескольких размерах
• 1 файл (. pdf)
• API метаданных: описательные и загружаемые метаданные, доступные в других форматах

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этой статьей.

Дата создания

• 6 апреля 2005 г.

Добавлено в цифровую библиотеку ЕНТ

• 21 сентября 2016 г., 2:29

Описание Последнее обновление

• 9 ноября 2020 г. , 15:15

Статистика использования

Когда эта статья использовалась в последний раз?

Вчерашний день: 0

Последние 30 дней: 0

Всего использовано: 114

Дополнительная статистика

Взаимодействие с этой статьей

Вот несколько советов, что делать дальше.

Поиск внутри

Поиск

Начать чтение

PDF-версия также доступна для скачивания.

• Все форматы

Цитаты, права, повторное использование

• Ссылаясь на эту статью
• Обязанности использования
• Лицензирование и разрешения
• Связывание и встраивание
• Копии и репродукции

Международная структура взаимодействия изображений

Мы поддерживаем IIIF Презентация API

Распечатать/поделиться

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Архивный ресурсный ключ (ARK)

• ERC Запись: /ark:/67531/metadc874466/?
• Заявление о стойкости: /ark:/67531/metadc874466/??

Международная структура совместимости изображений (IIIF)

• IIIF Манифест: /ковчег:/67531/metadc874466/манифест/

Форматы метаданных

• УНТЛ Формат: /ark:/67531/metadc874466/metadata. untl.xml
• DC RDF: /ark:/67531/metadc874466/metadata.dc.rdf
• DC XML: /ark:/67531/metadc874466/metadata.dc.xml
• OAI_DC : /oai/?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_dc&identifier=info:ark/67531/metadc874466
• МЕТС : /ark:/67531/metadc874466/metadata. mets.xml
• Документ OpenSearch: /ark:/67531/metadc874466/opensearch.xml

Картинки

• Миниатюра: /арк:/67531/metadc874466/миниатюра/
• Маленькое изображение: /ковчег:/67531/metadc874466/маленький/

URL-адреса

• В текст: /ark:/67531/metadc874466/urls. txt

Статистика

• Статистика использования: /stats/stats.json?ark=ark:/67531/metadc874466

Дин, Л.Н.; Грант, Д.М.; Шильдбах, Массачусетс; Смит, Р.А.; Зикхаус, WJ; Балаш, Б. и соавт. Кинетическое измерение и прогноз выделения водорода из поликристаллической системы LiH/Li2O/LiOH, статья, 6 апреля 2005 г .; Ливермор, Калифорния. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc874466/: по состоянию на 25 сентября 2022 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, цифровая библиотека ЕНТ, https://digital.library.unt.edu; зачисление отдела государственных документов библиотек ЕНТ.

Savannah Resources Plc — Обзор лития

Цена акций на 16:28

LSE AIM: SAV2.40 GBX

-0,05 — -2,04% относительно распространенный металлический элемент и широко распространен в очень малых концентрациях в различных минеральных соединениях и солях в земной коре и в морской воде.

Литий никогда не встречается в природе в чистом виде из-за его реакционной способности, но встречается в более чем 100 различных минеральных соединениях, не представляющих опасности для здоровья. Геологическая служба США оценила мировые запасы лития в 14 миллионов тонн в 2018 году, однако месторождения, которые экономически выгодны для разработки, относительно редки и делятся на две широкие категории: твердые породы (включая глины) и рассолы.

Распространенные литийсодержащие минералы

В категории твердых пород сподумен, найденный на литиевом проекте Баррозу в Саванне в Португалии, на сегодняшний день является наиболее распространенным литийсодержащим минералом, разрабатываемым на экономически рентабельных месторождениях. . Сподумен обычно встречается в пегматитах, которые представляют собой магматические породы, близкие по минеральному составу к гранитам, но с очень крупными зернами. Проект Barroso Lithium будет производить минерал сподумен, а не элементарный литий. Сподумен не токсичен и не вступает в реакцию.

6 . 4.777.7.77 9003 9000 3 9000 3

9000 3

9000 3 9007.77.77.77 9003 9003

9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9.

Источник: Британская геологическая служба, компания

Рассолы (жидкости, содержащие растворенные твердые вещества) потенциально могут содержать экономически целесообразные концентрации лития. Континентальные рассолы, обнаруженные в плохо дренируемых внутренних бассейнах, стали крупными центрами производства лития, особенно там, где высокая скорость солнечного испарения может использоваться в качестве недорогого средства увеличения концентрации лития, когда рассол находится на поверхности перед последующей обработкой. Также ведутся работы по оценке возможности извлечения лития из рассолов, связанных с геотермально активными районами и нефтяными месторождениями, где рассолы извлекаются как отходы из подземных пластов вместе с нефтью и газом.

Источник: British Geological Survey, Company

Торговля литием в основном сосредоточена вокруг основного литиевого сырья и химических веществ, таких как сподуменовый концентрат, карбонат лития и гидроксид лития, которые значительно различаются по содержанию лития. . Параллельно с этим справочные данные, относящиеся к содержаниям лития в минеральных пробах и рудных ресурсах, а также запасы для проектов с твердыми породами и рассолами, также сообщаются с использованием ряда различных единиц измерения, например. частей на миллион (ppm) Li и процентное содержание Li, Li ₂ O или карбонат лития. Чтобы нормализовать эти данные, участники рынка часто также сообщают данные в терминах «эквивалент карбоната лития» или «LCE», чтобы информацию можно было легко сравнивать на основе сопоставимых данных. Преобразование в LCE основано на формулах, приведенных в таблице ниже.

Source: British Geological Survey

Despite its rapid рост в последние годы, рынок лития остается рынком специальной химии небольшого размера, а цены на литиевые продукты остаются относительно непрозрачными по сравнению с гораздо более крупными и более ликвидными рынками драгоценных, неблагородных и массовых металлов.

Однако несколько поставщиков публикуют цены на сподумен и ряд литиевых химикатов, включая карбонат лития, гидроксид лития и хлорид лития. Эти цены указаны в различных валютах и ​​основаны на отправке или доставке в ряд соответствующих мест, например, в г. Австралия, Китай, Европа.

Большая часть литиевого материала покупается и продается в соответствии с долгосрочными договорными соглашениями с формулами цен, основанными на опубликованных ценах, скорректированных с учетом различных факторов, включая качество продукции и место доставки/отгрузки. Торговля на спотовом рынке в настоящее время относительно незначительна, но это может измениться, если рынок значительно расширится в течение следующего десятилетия, как ожидается.

Цены на карбонат лития, гидроксид лития и сподумен химической чистоты, 2018-21 гг. (долл. США за метрическую тонну):

• Сподумен (правая сторона)
• Карбонат лития (левая часть)
• Гидроксид лития (левая часть)

4 Источники : SP Angel/AsiaMetals

? => LiOH (гидроксид лития)

Поиск

= гидроксид лития

Новости Только 5% НАСЕЛЕНИЯ знают

Рекламное объявление

1 результатов найдено
Отображение уравнения от 1 до 1 Страница 1 — Пожалуйста, прокрутите до конца, чтобы увидеть больше результатов

Уравнение Результат #1

Нажмите, чтобы увидеть более подробную информацию и рассчитать вес/моль >>

jpg» substance-weight=»18.01528 ± 0.00044″> H 2 O	+	Li 2 O	→ 74	7 02
вода		Литий оксид; оксидилитий; Oxybislithium		lithium hydroxide
1		1		2	Hệ số
					Nguyên — Phân tử khối (g/mol)
					Số mol
					Khối lượng (g)




Рекламное объявление

Дополнительная информация об уравнении H

₂ O + Li ₂ O → 2LiOH

В каких условиях происходит реакция h3O (вода) с Li2O (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий)?

Для этого химического уравнения не найдено информации

Объяснение: идеальные условия окружающей среды для реакции, такие как температура, давление, катализаторы и растворитель. Катализаторы — это вещества, которые ускоряют темп (скорость) химической реакции, не потребляясь и не становясь частью конечного продукта. Катализаторы не влияют на равновесные ситуации.

Как могут происходить реакции и образовываться LiOH (гидроксид лития)?

Явление после реакции h3O (воды) с Li2O (оксидом лития; оксидилитием; оксибислитием)

Это уравнение не несет никакой конкретной информации о явлении.

В этом случае вам просто нужно наблюдать, чтобы убедиться, что вещество продукта LiOH (гидроксид лития), появляющийся в конце реакции.

Или если какое-либо из следующих реагентов Li2O (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий), исчезающий

Какую другую важную информацию вы должны знать о реакции

У нас нет дополнительной информации об этой химической реакции.

Категории уравнения

Нажмите, чтобы увидеть более подробную информацию и рассчитать вес/моль >>

Другие вопросы, связанные с химическими реакциями H

₂ O + Li ₂ O → 2LiOH

Вопросы, связанные с реагентом h3O (вода)

Каковы химические и физические характеристики h3O (воды)? реакции, в которых в качестве реагента используется h3O (вода)?

Вопросы, связанные с реагентом Li2O (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий)

Каковы химические и физические характеристики Li2O (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий)? В каких химических реакциях используется Li2O (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий) в качестве реагента?

Вопросы, связанные с продуктом LiOH (гидроксид лития)

Каковы химические и физические характеристики LiOH (оксид лития; оксидилитий; оксибислитий)? Каковы химические реакции, в которых LiOH (гидроксид лития) является продуктом?

Рекламное объявление

1 результатов найдено
Отображение уравнения от 1 до 1 Страница 1

Дополнительная информация о веществах, которые используют уравнение

Реакция h3O (nước) реакция с Li2O (лити-оксит) с образованием LiOH (лити-гидроксит)

Реакция с образованием вещества h3O (nước) (вода)

3BaO + 2H ₃ PO ₄ → 3H ₂ O + Ba ₃ (PO ₄ ) ₂ NAOH + C ₆ H ₅ BR → C ₆ H ₅ ONA + H ₂ O + NABR 2H ₂ S + 3O ₂ → 2H ₂ 1 O + 2SO ₂

Реакция, в результате которой образуется вещество Li2o (liti oxit) (оксид лития; оксидилитий; oxybislithium)

4li + o ₂ → 2li ₂ o 2lioh → H ₂ O + Li ₂ O C + Li ₂ 121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121 2 2 O C + LI ₂ 12112121212121212121212121212121 2 3 .

No related posts.