Aluminiumsulfid (Al2S3): Chemische Struktur, Nomenklatur, Eigenschaften
Aluminiumsulfid (Al 2 S 3) ist eine hellgraue chemische Verbindung, die durch Oxidation von metallischem Aluminium entsteht, indem die Elektronen des letzten Energieniveaus verloren gehen und zu einem Kation werden und der nichtmetallische Schwefel durch Gewinnen reduziert wird Die von Aluminium abgegebenen Elektronen werden zu einem Anion.
Damit dies geschieht und das Aluminium seine Elektronen abgeben kann, müssen drei sp3-Hybridorbitale vorliegen, die die Möglichkeit bieten, mit den aus dem Schwefel stammenden Elektronen Bindungen einzugehen.
Die Empfindlichkeit von Aluminiumsulfid gegenüber Wasser bedeutet, dass es in Gegenwart von Wasserdampf in der Luft unter Bildung von Aluminiumhydroxid (Al (OH) 3 ), Schwefelwasserstoff (H 2 S) und Wasserstoff (H) reagieren kann. 2 ) gasförmig; Wenn sich letzteres ansammelt, kann es zu einer Explosion kommen. Daher sollte die Verpackung aus Aluminiumsulfid in luftdichten Behältern hergestellt werden.
Da andererseits das Aluminiumsulfid mit Wasser reaktiv ist, ist es ein Element, das in dem Lösungsmittel nicht löslich ist.
Chemische Struktur
Summenformel
Al 2 S 3
Strukturformel
- Aluminiumsulfid.
- Dialuminiumtrisulfid.
- Aluminiumsulfid (III).
- Aluminiumsulfid.
Eigenschaften
Die chemischen Verbindungen weisen meist zwei Arten von Eigenschaften auf: physikalische und chemische.
Physikalische Eigenschaften
Molmasse
150, 158 g / mol
Dichte
2, 02 g / ml
Schmelzpunkt
1100 ° C
Wasserlöslichkeit
Unlöslich
Chemische Eigenschaften
Eine der Hauptreaktionen von Aluminiumsulfid ist mit Wasser als Substrat oder Hauptreagenz:
Bei dieser Reaktion kann die Bildung von Aluminiumhydroxid und Schwefelwasserstoff beobachtet werden, wenn es in Form eines Gases vorliegt, oder von Schwefelwasserstoff, wenn es in Wasser als Lösung gelöst ist. Seine Anwesenheit wird durch den Geruch von faulen Eiern identifiziert.
Verwendungen und Anwendungen
In Superkondensatoren
Aluminiumsulfid wird zur Herstellung von Nanonetzwerkstrukturen verwendet, die die spezifische Oberfläche und die elektrische Leitfähigkeit so verbessern, dass eine hohe Kapazität und Energiedichte erreicht werden kann, deren Anwendbarkeit der von Superkondensatoren entspricht.
Graphenoxid (GO) - Graphen ist eine der allotropen Formen von Kohlenstoff - diente als Träger für Aluminiumsulfid (Al 2 S 3 ) mit einer hierarchischen Morphologie ähnlich der von Nano-Humutan, das nach der hydrothermalen Methode hergestellt wurde.
Graphenoxidwirkung
Die Eigenschaften von Graphenoxid als Träger sowie die hohe elektrische Leitfähigkeit und die Oberfläche machen das Nanorambutan Al 2 S 3 elektrochemisch aktiv.
Die CV-spezifischen Kapazitätskurven mit genau definierten Redoxpeaks bestätigen das pseudokapazitive Verhalten des hierarchischen Al 2 S 3 -Nano-Montans, das in Graphenoxid in 1 M NaOH-Elektrolyt erhalten bleibt. Die CV-spezifischen Kapazitätswerte, die aus den Kurven erhalten werden, sind: 168, 97 bei einer Abtastgeschwindigkeit von 5 mV / s.
Zusätzlich wurde eine gute galvanostatische Entladungszeit von 903 μs, eine große spezifische Kapazität von 2178, 16 bei einer Stromdichte von 3 mA / cm 2 beobachtet. Die aus der galvanostatischen Entladung berechnete Energiedichte beträgt 108, 91 Wh / kg bei einer Stromdichte von 3 mA / cm2.
Die elektrochemische Impedanz bestätigt somit die pseudokapazitive Natur der hierarchischen Nanomontageelektrode Al 2 S 3 . Der Elektrodenstabilitätstest zeigt eine 57, 44% ige Beibehaltung der spezifischen Kapazität von bis zu 1000 Zyklen.
Die experimentellen Ergebnisse legen nahe, dass der hierarchische Al 2 S 3 -Nanoraput für Superkondensatoranwendungen geeignet ist.
In sekundären Lithiumbatterien
In der Absicht, eine Lithiumsekundärbatterie mit hoher Energiedichte zu entwickeln, wurde das Aluminiumsulfid (Al 2 S 3 ) als aktives Material untersucht.
Die anfängliche Entladekapazität, gemessen aus Al 2 S 3, betrug ungefähr 1170 mAh g-1 bei 100 mAg-1. Dies entspricht 62% der theoretischen Kapazität für Schwefel.
Das Al 2 S 3 zeigte eine schlechte Kapazitätserhaltung im Potentialbereich zwischen 0, 01 V und 2, 0 V, hauptsächlich aufgrund der strukturellen Irreversibilität des Ladevorgangs oder der Li-Extraktion.
Die XRD- und K-XANES-Analysen für Aluminium und Schwefel ergaben, dass die Oberfläche von Al 2 S 3 beim Be- und Entladen reversibel reagiert, während der Al 2 S 3 -Kern aufgrund von LiAl und Li 2 eine strukturelle Irreversibilität aufweist S wurde bei der anfänglichen Entladung aus Al & sub2; S & sub3; gebildet und blieb dann unverändert.
Risiken
- In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können.
- Verursacht Hautreizungen.
- Verursacht schwere Augenreizung.
- Kann die Atemwege reizen.
Die Angaben können je nach Verunreinigungen, Zusatzstoffen und anderen Faktoren zwischen den Meldungen variieren.
Erste-Hilfe-Verfahren
Allgemeine Behandlung
Bei anhaltenden Symptomen einen Arzt aufsuchen.
Sonderbehandlung
Keine
Wichtige Symptome
Keine
Einatmen
Nehmen Sie das Opfer mit nach draußen. Bei Atembeschwerden Sauerstoff zuführen.
Einnahme
Verabreichen Sie ein oder zwei Gläser Wasser und lösen Sie Erbrechen aus. Verursachen Sie niemals Erbrechen oder geben Sie einer bewusstlosen Person etwas durch den Mund.
Haut
Waschen Sie den betroffenen Bereich mit Wasser und milder Seife. Beschmutzte, getränkte Kleidung ausziehen.
Augen
Waschen Sie Ihre Augen mit Wasser und blinken Sie einige Minuten lang. Entfernen Sie die Kontaktlinsen, falls vorhanden, und fahren Sie mit dem Spülen fort.
Maßnahmen zur Brandbekämpfung
Entflammbarkeit
Nicht brennbar
Löschmittel
Reagiert mit Wasser. Kein Wasser verwenden: CO2, Sand und Löschpulver verwenden.
Kampfverfahren
Verwenden Sie ein umluftunabhängiges Atemschutzgerät mit vollem Schutz. Kleidung tragen, um Haut- und Augenkontakt zu vermeiden.
