כדורי ליתיום אלומיניום הידריד CAS 16853-85-3

המחקר הקינטי של תגובת התחדשות הידרוגנציה LiH Al מראה שהתגובה עוקבת אחר מודל הגרעין המתכווץ, ומשוואת קצב התגובה היא 1- (1- ) ^ (1/3)=kt, כאשר הוא קצב ההמרה ו-k הוא קבוע הקצב. בתנאי ללא זרז, k=0.0024 h ⁻¹ ב-298K, והמרה מלאה נמשכת יותר מ-120 שעות. ההתנגדות הקינטית נובעת בעיקר מהדיפוזיה של H ₂ בגבישי LiH (מקדם דיפוזיה D=1.2 × 10 ⁻¹⁴ ס"מ ²/s). לאחר הוספת זרז מבוסס Ti (כגון TiCl3), ערך k עלה ל-0.036 שעות ⁻¹ וזמן התגובה התקצר ל-15 שעות. ניתוח XPS אישר כי Ti ⁴⁺ הופחת ל- Ti ³ ⁺ בתגובה, והאתרים הפעילים של Ti-H שנוצרו יכולים להפחית את מחסום אנרגיית הדיסוציאציה של H ₂ (מ-43 kJ/mol ל-28 kJ/mol), ולהעביר את שלב השליטה בקצב מדיפוזיה H ₂ לתגובה פני השטח. השפעת הטמפרטורה על הקינטיקה תואמת את משוואת ארניוס. בטווח של 25-80 מעלות, אנרגיית ההפעלה E ₐ יורדת מ-68 קילו-ג'יי/מול ל-52 קילו-ג'יי-מול, אשר נובע מהעלייה בטמפרטורה המעודדת את פיזור הזרז בממשק LiH Al.

שטח הפנים הספציפי ומבנה הנקבוביות של חלקיקי LAH משפיעים ישירות על יעילות העברת המסה. שטח הפנים הספציפי של החלקיקים המרוכבים LiH Al שנכשלו הוא 12-18 מ"ר לגרם, בעוד שלאחר טיפול כרסום בכדור, שטח הפנים הספציפי גדל ל-85-100 מ"ר לגרם, ומקדם הדיפוזיה H ₂ גדל ל-8.6 × 10 ⁻¹ 2 ס"מ ²/s, המתאים לקצב תגובה קבועה של k{6} פעמיים גבוה כמו החלקיקים הלא מטופלים.
במערכת קומפלקס הממס, גודל החלקיקים ירד מ-100 מיקרומטר ל-10 מיקרומטר, התנגדות העברת המסה של שלב נוזלי- ירדה ב-60%, וקצב היווצרות קומפלקס LAH · 4THF עלה פי 3.2. עם זאת, כרסום כדורים מוגזם (גודל החלקיקים<5 μ m) can lead to particle agglomeration, which in turn reduces the effective specific surface area and deteriorates the kinetic performance. Scanning electron microscopy (SEM) observation shows that the optimal particle size for regeneration is 10-20 μ m, at which point the particles maintain good dispersion and sufficient mechanical strength.

המחקר הקינטי של הפחתת LiOH Al (OH) ∝ על ידי חומר מפחית מבוסס Mg מראה שהתגובה עוקבת אחר מודל בקרת תגובת הממשק, ומשוואת הקצב היא ln (1- )=- kt. ב-298K, ערך k של אבקת Mg טהורה הוא 0.018 h ⁻¹, בעוד שערך k של סגסוגת Mg Al (עם 20% תכולת Al) הוא 0.042 h ⁻¹, הודות לאפקט המיקרו-סוללה שנוצר על ידי הסגסוגת, המאיץ את העברת האלקטרונים. השפעת הטמפרטורה על קינטיקה של הפחתה היא משמעותית. כאשר הטמפרטורה מוגברת מ-25 מעלות ל-60 מעלות, אנרגיית ההפעלה E ₐ יורדת מ-75 kJ/mol ל-62 kJ/mol, וערך k עולה ל-0.096 h ⁻¹. עם זאת, כאשר הטמפרטורה עולה על 80 מעלות, נוצרת שכבת MgO צפופה על פני השטח של Mg, וכתוצאה מכך ירידה פתאומית בקצב התגובה (k=0.021 h ⁻¹) והיווצרות מחסומים קינטיים. הוספת 5% NH ₄ Cl עלולה לפגוע בשכבת MgO ולשמור על ערך k על 0.089 h ⁻¹ ב-60 מעלות, ולמעשה לפתור את בעיית הפסיבציה.

תהליך הפירוק של קומפלקס LAH · 4THF לחלקיקי LAH הוא תגובה -מסדר ראשון, ומשוואת הקצב היא ln (C ₀/C)=kt, כאשר C הוא ריכוז הקומפלקס. בדרגת ואקום של 0.01 בר, k=0.12 h ⁻¹ ב-80 מעלות, ולוקח 18 שעות עד שיעילות הסרת הממס מגיעה ל-95%. כאשר מעלים את דרגת הוואקום ל-0.001 בר, ערך k עולה ל-0.28 h ⁻¹, וזמן התגובה מתקצר ל-8 שעות. ניתוח קינטי מראה כי אנרגיית ההפעלה של תהליך הסרת הממס היא E ₐ=48 kJ/mol. על ידי תוכנית חימום (50 → 80 מעלות, קצב חימום 2 מעלות/שעה), ניתן להפחית את E ₐ ל-35 kJ/mol, תוך הימנעות מפירוק של LAH עקב התחממות יתר מקומית. מעקב XRD מראה שגבישי LAH גדלים לאורך מישור הגביש (111) במהלך תהליך הסרת הממס, וקבוע הקצב נמצא בקורלציה ליניארית חיובית עם קצב הצמיחה של מישור הגביש (R ²=0.98).