Pelotas de hidreto de alumínio e lítio CAS 16853-85-3

O estudo cinético da reação de regeneração de hidrogenação de LiH Al mostra que a reação segue o modelo de núcleo encolhido, e a equação da taxa de reação é 1- (1- ) ^ (1/3)=kt, onde é a taxa de conversão e k é a constante de taxa. Na condição sem catalisador, k=0.0024 h ⁻¹ a 298K, e a conversão completa leva mais de 120 horas. A resistência cinética vem principalmente da difusão de H ₂ em cristais de LiH (coeficiente de difusão D=1.2 × 10 ⁻¹⁴ cm²/s). Após a adição de um catalisador à base de Ti (como TiCl3), o valor de k aumentou para 0,036 h ⁻¹ e o tempo de reação foi reduzido para 15 h. A análise XPS confirmou que Ti ⁴⁺ foi reduzido a Ti ³ ⁺ na reação, e os sítios ativos Ti-H formados poderiam reduzir a barreira de energia de dissociação de H ₂ (de 43 kJ/mol para 28 kJ/mol), mudando a etapa de controle da taxa da difusão de H ₂ para a reação de superfície. O efeito da temperatura na cinética está de acordo com a equação de Arrhenius. Na faixa de 25-80 graus, a energia de ativação Eₐ diminui de 68 kJ/mol para 52 kJ/mol, o que se deve ao aumento da temperatura promovendo a dispersão do catalisador na interface LiH Al.

A área superficial específica e a estrutura dos poros das partículas de LAH afetam diretamente a eficiência da transferência de massa. A área de superfície específica das partículas compostas de LiH Al com falha é de 12-18 m²/g, enquanto após o tratamento de moagem de bolas, a área de superfície específica aumenta para 85-100 m²/g, e o coeficiente de difusão de H₂ aumenta para 8,6 × 10 ⁻¹ 2 cm²/s, correspondendo a uma constante de taxa de reação k=0.058 h ⁻¹, que é duas vezes mais alta que as partículas não tratadas.
No sistema de complexação de solvente, o tamanho das partículas diminuiu de 100 μm para 10 μm, a resistência à transferência de massa da fase-líquida diminuiu 60% e a taxa de formação do complexo LAH · 4THF aumentou 3,2 vezes. No entanto, a moagem excessiva de bolas (tamanho 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.

O estudo cinético da redução de LiOH Al (OH) ∝ por agente redutor à base de Mg mostra que a reação segue o modelo de controle de reação de interface, e a equação de taxa é ln (1- )=- kt. Em 298K, o valor k do pó de Mg puro é 0,018 h ⁻¹, enquanto o valor k da liga Mg Al (com 20% de teor de Al) é 0,042 h ⁻¹, graças ao efeito de micro bateria formado pela liga, que acelera a transferência de elétrons. O efeito da temperatura na cinética de redução é significativo. Quando a temperatura aumenta de 25 graus para 60 graus, a energia de ativação E ₐ diminui de 75 kJ/mol para 62 kJ/mol, e o valor de k aumenta para 0,096 h ⁻¹. No entanto, quando a temperatura excede 80 graus, uma densa camada de MgO se forma na superfície do Mg, resultando em uma diminuição repentina na taxa de reação (k=0.021 h ⁻¹) e na formação de barreiras cinéticas. Adicionar 5% de NH ₄ Cl pode danificar a camada de MgO e manter o valor k em 0,089 h ⁻¹ a 60 graus, resolvendo efetivamente o problema de passivação.

O processo de dessolvatação do complexo LAH · 4THF em partículas de LAH é uma reação de primeira-ordem, e a equação da taxa é ln (C ₀/C)=kt, onde C é a concentração do complexo. A um grau de vácuo de 0,01 bar, k=0.12 h ⁻¹ a 80 graus, e leva 18 horas para que a eficiência de remoção de solvente atinja 95%. Quando o grau de vácuo é aumentado para 0,001 bar, o valor k aumenta para 0,28 h ⁻¹ e o tempo de reação é reduzido para 8 horas. A análise cinética mostra que a energia de ativação do processo de remoção do solvente é E ₐ=48 kJ/mol. Através do aquecimento programado (50 → 80 graus, taxa de aquecimento 2 graus/h), o Eₐ pode ser reduzido para 35 kJ/mol, evitando a decomposição do LAH devido ao sobreaquecimento local. O rastreamento de XRD mostra que os cristais de LAH crescem ao longo do plano cristalino (111) durante o processo de remoção do solvente, e a constante de taxa é linearmente correlacionada positivamente com a taxa de crescimento do plano cristalino (R²=0.98).