литий-кремниевый сплавCAS #: 68848-64-6

Синонимы

Li-Si, Силицид лития, Лихтий-Кремний, LixSi, Li15Si4, Li13Si4, Li7Si, Li6-7Si2, Литированный кремний

Формула соединения: LiSi

Молекулярный вес: 35,03

Внешний вид: порошок или комок от серого до черного цвета

Температура плавления: 700 °C

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: бурная реакция

Точная масса: 34,992931 г/моль

Масса моноизотопа: 34,992931 г/моль

Введение продукта: Гексафторфосфат калия (KPF₆, CAS #: 68848-64-6)

Гексафторфосфат калия с химической формулой KPF₆ и номером CAS 68848-64-6 представляет собой универсальную неорганическую соль, состоящую из катионов калия (K⁺) и анионов гексафторфосфата (PF₆⁻). Это белое кристаллическое твердое вещество ценится за высокую растворимость в полярных органических растворителях, превосходную термическую стабильность и электрохимическую инертность, что делает его критически важным материалом для хранения энергии, химического синтеза и промышленных процессов. Его уникальная комбинация компонентов фтора и фосфора позволяет использовать его в аккумуляторах, катализе и аналитической химии.

Химические и физические свойства

KPF₆ обладает набором свойств, которые лежат в основе его промышленной полезности:

Растворимость: Хорошо растворяется в полярных органических растворителях, таких как ацетонитрил, пропиленкарбонат (PC) и диметилкарбонат (DMC), с растворимостью более 1 М во многих случаях. Он умеренно растворим в воде (примерно 8,3 г/100 мл при 20 °C) и нерастворим в неполярных растворителях, таких как гексан, что делает его идеальным для составов электролитов.

Термическая стабильность: разлагается при температуре выше 500°C, выделяя токсичные пентафторид фосфора (PF₅) и фторид калия (KF). Эта высокая термическая стойкость позволяет использовать его в высокотемпературных приложениях, таких как тестирование аккумуляторов и промышленный катализ.

Гигроскопичность: Умеренно гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха с образованием гидратированных кристаллов. Это обуславливает необходимость хранения в сухих условиях для предотвращения слеживания и разложения.

Плотность и структура: Имеет плотность 2,554 г/см³ и молярную массу 184,07 г/моль, с кубической кристаллической структурой, которая способствует его стабильности и низкой реакционной способности с большинством органических соединений.

Электрохимическая инертность: Обладает широким окном электрохимической стабильности (до 5,0 В по сравнению с Li⁺/Li), что делает его совместимым с материалами высоковольтных электродов в аккумуляторах.

Основные области применения

Гексафторфосфат калия (CAS 68848-64-6) используется в различных отраслях промышленности, благодаря своей растворимости и стабильности:

Накопители энергии: аккумуляторные электролиты

Служит ключевой солью электролита в калий-ионных аккумуляторах (ПИБ) и гибридных литий-калиевых батареях. Его высокая растворимость в органических растворителях позволяет образовывать проводящие электролиты, которые поддерживают эффективный транспорт ионов, в то время как его электрохимическая стабильность предотвращает разложение при высоких напряжениях. Электролиты на основе KPF увеличивают срок службы цикла и снижают затухание емкости, что делает их пригодными для хранения данных в сети и портативной электроники.

Химический синтез: катализатор и фторирующий агент

Выступает в качестве источника ионов PF₆⁻ в металлоорганических соединениях, стабилизируя катионные катализаторы в таких реакциях, как полимеризация олефинов и гидрирование. Он также действует как мягкий фторирующий агент в органическом синтезе, облегчая введение ионов фтора в фармацевтические промежуточные продукты и агрохимикаты.

Ионный обмен и сепарация

Используется в ионной хроматографии в качестве элюентной добавки для разделения и обнаружения анионов в экологических и биологических образцах. Его способность образовывать стабильные комплексы с определенными ионами металлов делает его полезным в процессах экстракции растворителем для восстановления драгоценных металлов, таких как золото и платина.

Гальваническое покрытие и обработка поверхностей

Добавляется в гальванические ванны для благородных металлов (например, золота, серебра) для улучшения однородности и адгезии покрытия. Анион PF₆⁻ помогает регулировать концентрацию ионов металлов в ванне, предотвращая образование нежелательных отложений.

Лабораторные исследования

Распространенный реагент для приготовления ионных жидкостей, которые используются в качестве зеленых растворителей в химических реакциях и в качестве электролитов в современных аккумуляторах. Он также используется для изучения сольватации и переноса ионов в электрохимических системах.

Преимущества и ограничения

KPF₆ предлагает различные преимущества наряду с конкретными соображениями:

Совместимость с растворителями: его растворимость в широком спектре органических растворителей обеспечивает гибкость в составлении рецептур электролитов и реакционных сред, превосходя менее растворимые фториды, такие как KBF₄.

Электрохимическая стабильность: Широкое окно стабильности делает его пригодным для высоковольтных батарей, где другие соли (например, KClO₄) могут разлагаться.

Экономичность: Более доступен, чем специальные фторфосфаты (например, бис(фторсульфонил)имид калия, KFSI), что делает его привлекательным для крупномасштабного применения.

Ограничения: Гигроскопичность требует бережного хранения, чтобы избежать разложения, вызванного влагой. При гидролизе в присутствии воды образуется фтористоводородная кислота (HF), коррозионный побочный продукт, который может повредить электроды и материалы контейнеров.

Синтез и контроль качества

KPF₆ производится с помощью реакций метатезиса для обеспечения высокой чистоты:

Реакция фторида калия с пентафторидом фосфора: KF реагирует с PF₅ в безводном растворителе фторида водорода (HF): KF + PF₅ → KPF₆. Продукт изолируется с помощью кристаллизации и высушивается в вакууме.

Нейтрализация фосфорной кислоты: В водных системах фосфорная кислота (H₃PO₄) вступает в реакцию с фтористоводородной кислотой (HF) и гидроксидом калия (KOH) с последующим осаждением: H₃PO₄ + 6HF + 3KOH → KPF₆ + 6H₂O + 2K₂HPO₄.

Контроль качества включает в себя:

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

Рентгеновская дифракция (XRD) для обнаружения кристаллических примесей, таких как KF или K₂HPO₄.

Анализ влажности (Карл Фишер) для обеспечения <0.1% water, critical for preventing hydrolysis in electrolyte applications.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с KPF₆ имеет важное значение из-за содержания в нем фтора:

Токсичность: Вдыхание или проглатывание может вызвать отравление фтором, что приводит к раздражению дыхательных путей, желудочно-кишечному расстройству или повреждению костей. При гидролизе выделяется HF, который вызывает сильные ожоги кожи и глаз.

Обращение: При работе с порошками надевайте химически стойкие перчатки (нитрил или ПТФЭ), защитные очки и пылезащитную маску. Используйте в хорошо проветриваемых вытяжных шкафах, чтобы избежать воздействия ВЧ.

Хранение: Хранить в герметичных, влагозащищенных контейнерах в сухом, прохладном месте, отдельно от сильных кислот и оснований.

Утилизация: Утилизируйте отходы как опасные материалы в соответствии с местными нормами для фторсодержащих соединений. Перед очисткой нейтрализуйте разливы с помощью карбоната кальция с образованием нерастворимого CaF₂.

Подробные протоколы действий в чрезвычайных ситуациях см. в паспорте безопасности продукта (SDS).

Упаковка и доступность

KPF₆ доступен в формах, адаптированных к промышленным и исследовательским потребностям:

Кристаллический порошок: Упакован в бутылки из полиэтилена высокой плотности 1 кг – 25 кг или бочки с влагозащитными вкладышами.

Объемные количества: супермешки от 50 кг до 500 кг для крупномасштабного производства аккумуляторов и химического производства.

Марки высокой чистоты: варианты с чистотой 99,9% в контейнерах по 100–5 кг для электроники и лабораторного использования, со сверхнизким содержанием металлических примесей (<10 ppm).

Для получения технических характеристик, цен или индивидуальных рецептур свяжитесь с нашей командой, специализирующейся на фторированных солях для энергетики и химической промышленности.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Предупреждения об опасностях: H260-H228-H314

Коды опасности: F, C

Меры предосторожности: P210-P231+P232-P240-P241-P260-P280-P303+P361+P353-P305+P351+P338-P370+P378-P405-P501

Коды рисков: Н/Д

Заявления о безопасности: Н/Д

Информация о перевозке: No ООН 1417 4.3/ГУ II

Пиктограмма GHS: изображение, изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li-Si

Pubchem CID: 53470676

Название ИЮПАК: литий; кремний

УЛЫБАЕТСЯ: [Ли]. [Си]

Идентификатор InchI: InChI=1S/Li.Si

Клавиша inchI: ZVLDJSZFKQJMKD-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.