Kemična struktura, nomenklatura, lastnosti aluminijevega sulfida (Al2S3)

The aluminijev sulfid (Al₂S₃₎ je svetlo siva kemična spojina, ki nastane z oksidacijo kovinskega aluminija z izgubo elektronov zadnje energetske ravni in postane kation, ter z zmanjšanjem nekovinskega žvepla, tako da osvoji elektrone, ki jih daje aluminij, in postane anion.

Da bi se to zgodilo in aluminij lahko dobi svoje elektrone, je treba predstaviti tri hibridne orbitalne sp³, ki dajejo možnost tvorbe vezi z elektroni iz žvepla. 

Občutljivost aluminijevega sulfida na vodo pomeni, da lahko v prisotnosti vodne pare v zraku reagira na proizvodnjo aluminijevega hidroksida (Al (OH)).₃vodikov sulfid (H₂S) in vodik (H₂plinasto; če se slednji kopiči, lahko povzroči eksplozijo. Zato je treba embalažo aluminijevega sulfida izdelati z nepredušnimi posodami.

Po drugi strani pa ima aluminijev sulfid reaktivnost z vodo, zato je to element, ki nima topnosti v omenjenem topilu.

Indeks

• 1 Kemijska struktura
  • 1.1 Molekularna formula
  • 1.2 Strukturna formula
• 2 Lastnosti
  • 2.1 Fizikalne lastnosti
  • 2.2 Kemijske lastnosti
• 3 Uporaba in aplikacije
  • 3.1 V superkondenzatorjih
  • 3.2 Pri sekundarnih litijevih baterijah
• 4 Tveganja
  • 4.1 Postopek prve pomoči
  • 4.2 Ukrepi ob požaru
• 5 Reference

Kemijska struktura

Molekularna formula

Al₂S₃

Strukturna formula

- Aluminijev sulfid.

- Di aluminijev trisulfid.

- Aluminijev sulfid (III).

- Aluminijev sulfid.

Lastnosti

Kemične spojine imajo večinoma dve vrsti lastnosti: fizikalno in kemijsko.

Fizične lastnosti

Molarna masa

150,158 g / mol

Gostota

2,02 g / ml

Tališče

1100 ° C

Topnost v vodi

Netopen

Kemijske lastnosti

Ena glavnih reakcij aluminijevega sulfida je voda, kot substrat ali glavni reagent:

V tej reakciji lahko opazimo tvorbo aluminijevega hidroksida in vodikovega sulfida, če je v obliki plina ali vodikovega sulfida, če se raztopi v vodi kot raztopina. Njegova prisotnost je prepoznavna po vonju gnilih jajc.

Uporabe in aplikacije

V superkondenzatorjih

Aluminijev sulfid se uporablja pri izdelavi struktur nano omrežja, ki izboljšajo specifično površino in električno prevodnost, tako da lahko dosežemo visoko gostoto kapacitivnosti in energije, ki je uporabna pri superkapacitorjih..

Graphene oksid (GO) - grafen je ena od alotropnih oblik ogljika - je služila kot opora za aluminijev sulfid (Al)₂S₃) z hierarhično morfologijo, podobno tisti pri nano-montani, proizvedeni z uporabo hidrotermalne metode.

Delovanje grafenskega oksida

Karakteristike grafenskega oksida kot nosilca, kot tudi visoka električna prevodnost in površina, tvorijo nanorambutant Al₂S₃ biti elektrokemično aktivna.

CV specifične krivulje kapacitivnosti z dobro definiranimi redoks vrhovi potrjujejo psevdo-kapacitivno obnašanje nanorambutov Al₂S₃ hierarhično, podprto v grafenskem oksidu v 1M NaOH elektrolitu. Specifične vrednosti CV kapacitivnosti, dobljene iz krivulj, so: 168,97 pri hitrosti skeniranja 5mV / s.

Opazili smo tudi dober čas galvanostatičnega razelektritve 903 μs, veliko specifično kapacitivnost 2178.16 pri gostoti toka 3 mA / Cm.².  Gostota energije, izračunana iz galvanostatične razelektritve, je 108,91 Wh / Kg, pri gostoti toka 3 mA / Cm².

Elektrokemična impedanca tako potrjuje psevdo-kapacitivno naravo hierarhične nano-humming elektrode Al₂S₃. Preskus stabilnosti elektrod je pokazal 57,44% zadržanje specifične kapacitivnosti do 1000 ciklov.

Eksperimentalni rezultati kažejo, da je nanorambutant Al₂S₃ Hierarhična je primerna za aplikacije superkondenzatorjev.

V sekundarnih litijevih baterijah

Z namenom razvoja litijeve sekundarne baterije z visoko energetsko gostoto, aluminijev sulfid (Al₂S₃) kot aktivno snov.

Začetna zmogljivost praznjenja, izmerjena iz Al₂S₃ je bil približno 1170 mAh g-1 pri 100 mA g-1. To ustreza 62% teoretične zmogljivosti žvepla.

Al₂S₃ kažejo slabo zadrževanje zmogljivosti v območju potencialov med 0,01 V in 2,0 V, predvsem zaradi strukturne nepovratnosti postopka polnjenja ali ekstrakcije Li..

Analize XRD in K-XANES za aluminij in žveplo so pokazale, da je površina Al₂S₃ reagira reverzibilno med postopki nalaganja in razkladanja, medtem ko je Al jedro₂S₃ pokazala strukturno nepovratnost, ker sta LiAl in Li₂S so nastali iz Al₂S₃ v začetnem prenosu in potem so ostali taki, kot so bili.

Tveganja

- Pri stiku z vodo se sproščajo vnetljivi plini, ki lahko spontano gorijo.

- Povzroča draženje kože.

- Povzroča hudo draženje oči.

- Lahko povzroči draženje dihalnih poti.

Informacije se lahko razlikujejo med obvestili glede na nečistoče, dodatke in druge dejavnike.

Postopek prve pomoči

Splošna obravnava

Če simptomi ne izginejo, poiščite zdravniško pomoč.

Posebna obravnava

Jih ni

Pomembni simptomi

Jih ni

Vdihavanje

Žrtev vzemite na prostem. Dihajte kisik, če je dihanje oteženo.

Zaužitje

Dati eno ali dve kozarci vode in sprožiti bruhanje. Nikoli ne povzročajte bruhanja ali dajanja ničesar v usta nezavestni osebi.

Kožo

Umijte prizadeto območje z vodo in blagim milom. Odstranite vsa kontaminirana oblačila.

Oči

Umijte oči z vodo in pogosto nekaj minut utripajo. Odstranite kontaktne leče, če so prisotne, in nadaljujte z izpiranjem.

Ukrepi ob požaru

Vnetljivost

Ni vnetljivo.

Sredstva za gašenje

Reagira z vodo. Ne uporabljajte vode: uporabite CO2, pesek in gasilni prah.

Postopek boja

Uporabljajte samostojni dihalni aparat s celotnim obrazom in popolno zaščito. Nosite oblačila, da preprečite stik s kožo in očmi.

Reference

1. Salud y Riesgos.com, (s.f), Definicija, koncepti in članki o zdravju, tveganjih in okolju. Izterjava: saludyriesgos.com
2. Aluminijev sulfid. (s.f) Na Wikiwandu. Pridobljeno 9. marca 2018: wikiwand.com
3. Spletni elementi. (S.f) .Dialuminijev trisulpfid, obnovljen 10. marca 2018: webelements.com
4. Iqbal, M., Hassan, M., M., Bibi.S., Parveen, B. (2017). Visoka specifična kapacitivnost in energijska gostota sintetiziranega hierarhičnega al2S3 nanorambutana na osnovi grapenovega oksida za aplikacijo Supercapacitor, Electrochimica Acta, Zvezek 246 ,Strani 1097-1103
5. Senoh, H., Takeuchi, T., Hiroyuki K., Sakaebe, H., M., Nakanishi, K., Ohta, T., Sakai, T., Yasuda, K. (2010). Elektrokemične lastnosti aluminijevega sulfida za uporabo v litiju.Journal of Power Sources,Zvezek 195, Številka 24, Strani 8327-8330 doi.org
6. LTS Research Laboratories, Inc (2016), varnostni list aluminijev sulfid: ltschem.com