Aluminiumsulfid (Al2S3): Kemisk struktur, Nomenklatur, Egenskaper
Aluminiumsulfid (Al 2 S 3) är en ljusgrå kemisk förening bildad genom oxidation av metallisk aluminium genom att förlora elektronerna på den sista energinivån och bli en katjon och genom att reducera den icke-metalliska svavel genom att vinna elektronerna gavs av aluminium och blev en anjon.
För att detta ska ske och aluminium kan ge sina elektroner är det nödvändigt att presentera tre sp3-hybrid-orbitaler, vilket ger möjlighet att bilda bindningar med elektronerna som kommer från svavel.
Sensibiliteten hos aluminiumsulfid till vatten betyder att i närvaro av vattenånga i luften kan den reagera för att producera aluminiumhydroxid (Al (OH) 3 ), vätesulfid (H2S) och väte (H). 2 ) gasformig; om den senare ackumuleras kan det orsaka explosion. Därför bör förpackningen av aluminiumsulfid tillverkas med lufttäta behållare.
Å andra sidan, eftersom aluminiumsulfiden har reaktivitet med vatten, gör detta det ett element som inte har någon löslighet i lösningsmedlet.
Kemisk struktur
Molekylformel
Al2S3
Strukturell formel
- Aluminiumsulfid.
- Di aluminium trisulfid.
- Aluminiumsulfid (III).
- Aluminiumsulfid.
egenskaper
De kemiska föreningarna uppvisar oftast två typer av egenskaper: fysikaliska och kemiska.
Fysiska egenskaper
Molär massa
150.158 g / mol
densitet
2, 02 g / ml
Smältpunkt
1100 ° C
Vattenlöslighet
olösbart
Kemiska egenskaper
En av huvudreaktionerna av aluminiumsulfid är med vatten, som ett substrat eller huvudreagens:
I denna reaktion kan bildningen av aluminiumhydroxid och den hos vätesulfid observeras om den föreligger i form av en gas eller vätesulfid om den löses i vatten som en lösning. Dess närvaro identifieras av lukten av ruttna ägg.
Användningar och applikationer
I superkapacitorer
Aluminiumsulfid används vid tillverkning av nanoväxlar som förbättrar den specifika ytan och den elektriska ledningsförmågan på ett sådant sätt att en hög kapacitans och energitäthet kan uppnås vars tillämplighet är för superkapacitorer.
Grafenoxid (GO) - grafen är en av de allotropa kolsformerna - har fungerat som ett stöd för aluminiumsulfid (Al 2 S 3 ) med en hierarkisk morfologi som liknar den för nano-humutan som tillverkas med hjälp av den hydrotermiska metoden.
Grafenoxidverkan
Karakteristika för grafenoxid som stöd, såväl som den höga elektriska ledningsförmågan och ytan, gör nanorambutans Al 2 S 3 elektrokemiskt aktiv.
De CV-specifika kapacitanskurvorna med väldefinierade redoxtoppar bekräftar det pseudokapacitiva beteendet hos den hierarkiska Al 2 S 3 nano-montanen, upprätthålld i grafenoxid i 1 M NaOH-elektrolyt. De CV-specifika kapacitansvärdena som erhålls från kurvorna är: 168, 97 vid avsökningshastigheten 5mV / s.
Dessutom har en bra galvanostatisk urladdningstid på 903 μs, en stor specifik kapacitans av 2178, 16 observerats vid den aktuella densiteten av 3 mA / cm2. Energidensiteten beräknad från galvanostatisk urladdning är 108, 91 Wh / kg, vid strömtätheten av 3 mA / Cm2.
Den elektrokemiska impedansen bekräftar således den pseudokapacitiva naturen hos den hierarkiska nano-montageelektroden Al 2 S 3 . Elektrodstabilitetstestet visar en 57, 44% retention av den specifika kapacitansen upp till 1000 cykler.
Experimentella resultat tyder på att den hierarkiska Al 2 S 3 nanoraput är lämplig för superkapacitor applikationer.
I sekundära litiumbatterier
Med avsikt att utveckla ett litium sekundärt batteri med hög energitäthet studerades aluminiumsulfiden (Al 2 S 3 ) som ett aktivt material.
Den initiala urladdningskapaciteten mätt från Al2S3 var approximativt 1170 mAh g-1 vid 100 mA g-1. Detta motsvarar 62% av den teoretiska kapaciteten för svavel.
Al2S3 uppvisade en dålig kapacitetsretention i potentialområdet mellan 0, 01 V och 2, 0 V, huvudsakligen på grund av strukturell irreversibilitet av laddningsprocessen eller Li-extraktion.
XRD- och K-XANES-analyserna för aluminium och svavel visade att ytan av Al 2 S 3 reagerar reversibelt under lastnings- och lossningsprocessen, medan Al 2 S 3- kärnan visade strukturell irreversibilitet, eftersom LiAl och Li 2 S bildades från Al2S3 vid den initiala urladdningen och förblev sedan som de var.
risker
- Vid kontakt med vatten släpper ut brandfarliga gaser som kan brinna spontant.
- Orsakar hudirritation.
- Orsakar allvarlig ögonirritation.
- Kan ge irritation i luftvägarna.
Informationen kan variera mellan anmälningar beroende på föroreningar, tillsatser och andra faktorer.
Första hjälpen
Allmän behandling
Sök läkare om symptomen kvarstår.
Särskild behandling
none
Viktiga symptom
none
inhalation
Ta offret utomhus. Tillför syrgas om andningen är svår.
intag
Administrera ett eller två glas vatten och framkalla kräkningar. Framkalla aldrig kräkningar eller ge någonting i munnen till en omedveten person.
hud
Tvätta det drabbade området med vatten och mild tvål. Ta bort eventuella förorenade kläder.
ögon
Tvätta dina ögon med vatten och blinka ofta i flera minuter. Ta bort kontaktlinser, om sådan finns, och fortsätt sköljning.
Brandbekämpningsåtgärder
antändlighet
Ej brandfarligt
Släckmedel
Reagerar med vatten. Använd inte vatten: använd CO2, sand och släckmedel.
Kampsätt
Använd en helt andningsskyddad andningsapparat med fullt skydd. Använd kläder för att undvika kontakt med hud och ögon.
