Aluminiumsulfid (Al2S3): Kjemisk struktur, Nomenklatur, Egenskaper
Aluminiumsulfid (Al 2 S 3) er en lysgrå kjemisk forbindelse dannet ved oksidasjon av metallisk aluminium ved å miste elektronene på det siste energinivået og bli en kation og ved å redusere det ikke-metalliske svovelet ved å vinne elektronene ga av aluminium og ble en anion.
For at dette skal skje, og aluminiumet kan gi sine elektroner, er det nødvendig å presentere tre Sp3 hybrid-orbitaler, noe som gir mulighet for å danne bindinger med elektronene som kommer fra svovelet.
Sensibiliteten til aluminiumsulfid til vann betyr at i nærvær av vanndamp i luften kan den reagere for å produsere aluminiumhydroksyd (Al (OH) 3 ), hydrogensulfid (H 2 S) og hydrogen (H). 2 ) gassformig; Hvis sistnevnte akkumuleres, kan det forårsake eksplosjon. Derfor bør emballasje av aluminiumsulfid gjøres ved bruk av lufttette beholdere.
På den annen side, siden aluminiumsulfidet har reaktivitet med vann, gjør dette det til et element som ikke har oppløselighet i løsningsmidlet.
Kjemisk struktur
Molekylær formel
Al 2 S 3
Strukturell formel
- Aluminiumsulfid.
- Di aluminium trisulfid.
- Aluminiumsulfid (III).
- Aluminiumsulfid.
egenskaper
De kjemiske forbindelsene viser for det meste to typer egenskaper: fysisk og kjemisk.
Fysiske egenskaper
Molar masse
150.158 g / mol
tetthet
2, 02 g / ml
Smeltepunkt
1100 ° C
Vannløselighet
uløselige
Kjemiske egenskaper
En av hovedreaksjonene av aluminiumsulfid er med vann, som substrat eller hovedreagens:
I denne reaksjonen kan dannelsen av aluminiumhydroksyd og hydrogenhydridet observeres dersom det er i form av en gass eller hydrogensulfid hvis den oppløses i vann som en oppløsning. Dens tilstedeværelse er identifisert av lukten av råtne egg.
Bruk og applikasjoner
I superkapacitorer
Aluminiumsulfid brukes til fremstilling av nanoteknikkstrukturer som forbedrer det spesifikke overflatearealet og elektrisk ledningsevne, slik at en høy kapasitans og energitetthet kan oppnås hvis anvendelighet er for superkapacitorer.
Grafenoksyd (GO) - grafen er en av de allotrope karbonformene - har tjent som støtte for aluminiumsulfid (Al 2 S 3 ) med en hierarkisk morfologi som ligner den av nano-humutan produsert ved hjelp av den hydrotermiske metoden.
Grafenoksydvirkning
Karakteristikaene for grafenoksyd som støtte, samt den høye elektriske konduktivitet og overflateareal, gjør nanorambutanene Al 2 S 3 elektrokemisk aktiv.
De CV-spesifikke kapasitanskurver med veldefinerte redoks topper bekrefter den pseudokapasitive oppførselen til den hierarkiske Al 2 S 3 nano-montane, opprettholdt i grafenoksid i 1 M NaOH-elektrolytt. CV-spesifikke kapasitansverdier oppnådd fra kurvene er: 168, 97 ved skannehastigheten på 5mV / s.
I tillegg har en god galvanostatisk utladningstid på 903 μs, en stor spesifikk kapasitans på 2178, 16, blitt observert ved dagens tetthet på 3 mA / cm2. Energidensiteten beregnet fra galvanostatisk utladning er 108, 91 Wh / kg, ved den nåværende tettheten på 3 mA / Cm2.
Den elektrokjemiske impedansen bekrefter dermed den pseudokapasitive naturen til den hierarkiske nano-montageelektroden Al 2 S 3 . Stabilitetstesten for elektroden viser en oppbevaring på 57, 44% av den spesifikke kapasitansen på opptil 1000 sykluser.
De eksperimentelle resultatene antyder at den hierarkiske Al 2 S 3 nanoraput er egnet for superkapasitetsapplikasjoner.
I sekundære litiumbatterier
Med det formål å utvikle et litium sekundærbatteri med høy energi tetthet, ble aluminiumsulfidet (Al 2 S 3 ) studert som et aktivt materiale.
Den opprinnelige utslippskapasitet målt fra Al2S3 var ca. 1170 mAh g-1 ved 100 mA g-1. Dette tilsvarer 62% av den teoretiske kapasiteten til svovel.
Al 2S 3 viste en dårlig kapasitetsretensjon i det potensielle området mellom 0, 01 V og 2, 0 V, hovedsakelig på grunn av strukturell irreversibilitet av ladingsprosessen eller Li-ekstraksjon.
XRD- og K-XANES-analysene for aluminium og svovel indikerte at overflaten av Al 2 S 3 reagerer reversibelt under lastings- og lossingsprosessene, mens Al 2 S 3- kjernen viste strukturell irreversibilitet, fordi LiAl og Li 2 S ble dannet fra Al2S3 ved den første utladningen og forblev da som de var.
risikoer
- Ved kontakt med vann slipper brannfarlige gasser som kan brenne spontant.
- Forårsaker hudirritasjon.
- Forårsaker alvorlig øyeirritasjon.
- Kan forårsake irritasjon i luftveiene.
Informasjon kan variere mellom meldinger avhengig av urenheter, tilsetningsstoffer og andre faktorer.
Førstehjelpsprosedyre
Generell behandling
Kontakt lege hvis symptomene vedvarer.
Spesiell behandling
none
Viktige symptomer
none
innånding
Ta offeret utendørs. Tilfør oksygen hvis pusten er vanskelig.
inntak
Administrer ett eller to glass vann og fremkall brekninger. Ikke fremkall brekninger eller gi noe til munn til en bevisstløs person.
hud
Vask det berørte området med vann og mild såpe. Fjern forurenset tøy.
øyne
Vask øynene med vann, blinker ofte i flere minutter. Fjern kontaktlinser, hvis det er tilstede, og fortsett å skylle.
Brannslokkingstiltak
brennbar
Ikke brannfarlig
Slokkingsmidler
Reagerer med vann. Ikke bruk vann: bruk CO2, sand og slukningspulver.
Bekjempelsesprosedyre
Bruk et fullstendig ansiktet pusteapparat med full beskyttelse. Bruk klær for å unngå kontakt med hud og øyne.
