мишень для распыления селенида литияCAS #: 12136-60-6

Синонимы

Селенид дилития; Селенидолитий лития

Составная формула: Li2Se

Молекулярная масса: 92.842

Внешний вид: добротный

Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: бурная реакция

Точная масса: 93.94853

Масса моноизотопа: 93,948532

Да Чувствительность: Чувствительна к влаге

Введение продукта: Гексафторфосфат натрия (NaPF₆, CAS #: 12136-60-6)

Гексафторфосфат натрия с химической формулой NaPF₆ и номером CAS 12136-60-6 представляет собой неорганическую соль, состоящую из катионов натрия (Na⁺) и анионов гексафторфосфата (PF₆⁻). Это белое кристаллическое соединение ценится за его высокую растворимость в полярных органических растворителях, электрохимическую стабильность и универсальность при хранении энергии и химических приложениях. Несмотря на то, что NaPF₆ затмевается своим литиевым аналогом (LiPF₆) в литий-ионных батареях, он играет важную роль в натрий-ионных батареях (SIB) и специальных химических процессах, используя распространенность натрия и экономическую эффективность.

Химические и физические свойства

NaPF₆ обладает свойствами, которые делают его пригодным для различных промышленных применений:

Растворимость: Хорошо растворяется в полярных органических растворителях, таких как пропиленкарбонат (PC), диметилкарбонат (DMC) и ацетонитрил, образуя электролиты с концентрацией до 1,5 M. Он умеренно растворим в воде (примерно 107 г/100 мл при 25°C), хотя гидролиз происходит медленно во влажных условиях.

Термическая стабильность: разлагается при температуре выше 200 °C, выделяя пентафторид фосфора (PF₅) и фторид натрия (NaF) — более высокий порог стабильности, чем LiPF₆, что делает его более устойчивым при высоких температурах.

Гигроскопичность: умеренно гигроскопичен, реагирует с влагой с образованием фтористоводородной кислоты (HF), фосфата натрия (Na₃PO₄) и других побочных продуктов. Для этого необходимо хранить в сухих условиях, при этом уровень влажности в электролитных составах контролируется ниже 50 ppm.

Плотность и структура: Имеет плотность 2,36 г/см³ и молярную массу 167,95 г/моль, с кубической кристаллической структурой, обеспечивающей стабильность в безводных условиях.

Электрохимическое окно: Демонстрирует стабильное электрохимическое окно до 4,2 В по сравнению с Na⁺/Na, совместимо с распространенными катодами SIB, такими как аналоги берлинского синего цвета и слоистые оксиды (например, NaNi₀.₃Co₀.₃Mn₀.₃O₂).

Основные области применения

Гексафторфосфат натрия (CAS 12136-60-6) в основном используется в накопителях энергии и специальной химии:

Натрий-ионные батареи (SIB): Служит в качестве первичной соли электролита в SIB, многообещающая альтернатива литий-ионным батареям для хранения в сети и недорогих приложений. Его высокая растворимость в органических растворителях обеспечивает ионную проводимость 8–12 мСм/см, поддерживая эффективный транспорт ионов натрия. В SIB NaPF₆ способствует образованию стабильной промежуточной фазы твердого электролита (SEI) на твердых углеродных анодах, снижая замирание мощности и продлевая срок службы (часто превышающий 2000 циклов в лабораторных испытаниях).

Добавки к электролиту: используются в качестве добавки в литий-ионных аккумуляторах для повышения безопасности и производительности. Малые концентрации (0,1–0,5%) NaPF₆ повышают стабильность SEI на графитовых анодах, снижая газовыделение и повышая устойчивость к тепловому разгону.

Химический синтез: действует как фторирующий агент в органической химии, способствуя введению фторсодержащих групп в фармацевтические промежуточные продукты и агрохимикаты. Он также служит источником ионов PF₆⁻ при приготовлении ионных жидкостей, которые используются в качестве зеленых растворителей и электролитов.

Ионный обмен и анализ: используется в ионной хроматографии в качестве элюента для разделения и обнаружения анионов в экологических и промышленных образцах. Его способность образовывать стабильные комплексы с ионами металлов делает его полезным в процессах экстракции растворителем для восстановления металлов.

Преимущества и ограничения

NaPF₆ предлагает явные преимущества в конкретных приложениях, наряду с заметными ограничениями:

Экономичность: Распространенность натрия (2,3% земной коры) делает NaPF₆ значительно дешевле, чем LiPF₆, поддерживая крупномасштабные приложения, такие как хранение в сети, где материальные затраты имеют решающее значение.

Термическая стабильность: более высокая температура разложения по сравнению с LiPF₆ снижает риски безопасности в высокотемпературных средах, что является ключевым преимуществом в стационарных системах хранения энергии.

Совместимость: Хорошо подходит для химических веществ на основе натрия, с хорошей совместимостью с электродами и электролитами SIB, в отличие от некоторых альтернативных солей (например, NaBF₄), которые демонстрируют более низкую проводимость.

Ограничения: Более низкая ионная проводимость органических растворителей по сравнению с LiPF₆ ограничивает его использование в приложениях с высокой мощностью. Его гигроскопичность требует строгого контроля влажности во время производства, что увеличивает производственные затраты. Кроме того, при гидролизе образуется HF, что требует коррозионностойкого оборудования.

Синтез и контроль качества

NaPF₆ производится с помощью реакций метатезиса для обеспечения высокой чистоты:

Реакция фторида натрия с пентафторидом фосфора: фторид натрия (NaF) реагирует с PF₅ в безводном растворителе фторида водорода (HF): NaF + PF₅ → NaPF₆. Продукт изолируется кристаллизацией и высушивается в вакууме для удаления остатков HF.

Путь нейтрализации: В водных системах фосфорная кислота (H₃PO₄) вступает в реакцию с фтористоводородной кислотой (HF) и гидроксидом натрия (NaOH) с последующим осаждением: H₃PO₄ + 6HF + 3NaOH → NaPF₆ + 6H₂O + 2Na₂HPO₄.

Контроль качества включает в себя:

Ионная хроматография для проверки содержания PF₆⁻ (обычно чистота 99,0–99,5% для промышленных сортов).

Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) для обнаружения следов металлов (Fe, Ca, K <10 ppm).

Титрование по Карлу Фишеру для обеспечения содержания влаги <50 ppm, critical for preventing hydrolysis in electrolyte applications.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с NaPF₆ имеет важное значение из-за его реакционной способности с влагой и токсичности:

Токсичность: При вдыхании пыли или контакте с влагой выделяется HF, вызывая серьезные ожоги кожи, глаз и дыхательных путей. Хроническое воздействие ионов фтора может повредить кости и зубы.

Обращение: Использование в хорошо вентилируемых вытяжных шкафах с уровнем влажности <1% RH. Wear PTFE gloves, splash goggles, and a respirator rated for HF exposure.

Хранение: Хранить в герметичных, влагозащищенных контейнерах (например, из полиэтилена высокой плотности или нержавеющей стали) в прохладном, сухом месте, отделенном от воды, кислот и оснований.

Реагирование на разливы: Нейтрализуйте разливы с помощью карбоната кальция (CaCO₃) с образованием нерастворимого CaF₂, избегая воды, которая ускоряет выделение HF. Утилизируйте отходы как опасные материалы в соответствии с местными правилами.

Обратитесь к паспорту безопасности продукта (SDS) для получения подробных протоколов действий в чрезвычайных ситуациях, включая оказание первой помощи при воздействии СН.

Упаковка и доступность

NaPF₆ доступен в формах, адаптированных к промышленным и исследовательским потребностям:

Промышленный класс: герметичные бочки весом 25–50 кг с влагозащитными барьерами, подходящие для крупномасштабного производства аккумуляторов и химического производства.

Исследовательский класс: бутылки 100–5 кг в алюминиевых мешках с продувкой аргоном, обеспечивающие сверхнизкое содержание влаги (<10 ppm) for laboratory use.

Растворы электролитов: Предварительно растворяются в смесях растворителей (например, 1,0 М в PC/DMC) в контейнерах объемом 1–20 л, используются при сборке небольших партий аккумуляторов.

Мировое производство сосредоточено в Китае, Европе и Соединенных Штатах, при этом ежегодные мощности растут для удовлетворения спроса на натрий-ионные аккумуляторы. Марки высокой чистоты (99,9%) со сверхнизким содержанием примесей металлов доступны для передовых исследований и применения в электронике.

Для получения технических характеристик, цен или индивидуальных рецептур свяжитесь с нашей командой, специализирующейся на фторированных солях для хранения энергии и химических применений.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H261-H301+H331-H373-H410

Коды опасности: F, T, N

Меры предосторожности: P223-P231+P232-P260-P264-P270-P271-P273-P280-P301+P310-P304+P340-P314

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Транспортная информация: No ООН 3134 4.3(6.1)/ ГУ II

Пиктограмма GHS: Изображение, Изображение, Изображение, Изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li2Se

Pubchem CID: 82935

Номер MDL: Н/Д

Номер ЕС: 235-230-2

Название ИЮПАК: селенидолитий лития

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБКИ: [Ли][Се][Ли]

Идентификатор InchI: InChI=1S/2Li.Se

Клавиша inchI: PEXNRZDEKZDXPZ-UHFFFAOYSA-N

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.