鑭鎳五
同成分熔化的化合物
LaNi5是由稀土元素鑭和過渡金屬鎳組成的六方晶系的金屬間化合物，呈現為鈣銅五(CaCu5)型晶體結構，為同成分熔化的化合物，其具有儲氫能力[2]。
| 鑭鎳五 | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 lanthane nickel | |
| 識別 | |
| CAS號 | 12196-72-4 
|
| PubChem | 166660 |
| EINECS | 235-372-5 |
| RTECS | N/A |
| 性質 | |
| 化學式 | LaNi5 |
| 摩爾質量 | 432,3725[1] g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 銀灰色粉末[1] |
| 密度 | 7,950[1]g·cm-3 |
| 溶解性（水） | 不溶於水[1] |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 六方晶系 |
| 空間群 | P6/mmm |
| 危險性 | |
| 警示術語 | R：R14/15,R36/37/38,R40,R42/43,R48/23,R52/53[1] |
| 安全術語 | S：S40,S43,S45[1] |
| GHS提示詞 | H250, H260, H315, H317, H319, H334, H335, H351, H372, H412, P201, P260, P304, P340, P405[1] |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
結構
LaNi5為鈣銅五(CaCu5)型晶體結構，六方點陣，空間群為P6/mmm(編號191)，鑭原子位於坐標原點1a(0,0,0)，鎳原子兩個位於2c (1/3,2/3,0)和(2/3,1/3,0)，另外三個位於3g (1/2,0,1/2)，(0,1/2,1/2)，(1/2,1/2,1/2)，a=511pm，c=397pm，晶胞中含1個LaNi5，晶胞體積為90×10-24 cm3， LaNi5的晶胞中含有較大的6個變形四面體空隙可用作填入氫原子[3]。
化學反應
LaNi5作為儲氫合金，壓力稍高而溫度低時可以吸收氫生成氫化物LaNi5Hx (x～6)，而當壓力降低或溫度升高時氫又可釋放出來，形成對氫的反覆吸放。但對放氫過程，因為是吸熱反應，為了使反應得以進行，必須補充必要的能量，否則反應會因溫度降低而停止。[4]
特性及運用
LaNi5表現出優越的特性，其吸附快而可逆，室溫下平台溫度為幾bar而且有着良好的循環壽命。2 bar時LaNi5H6.5的單位體積儲氫密度（晶體）等於1800 bar下氣態分子氫的密度，並且所有的氫都可在2 bar下脫附。雖然實際應用中儲氫密度因為部分LaNi5粉末的聚集而有所減少，但仍高於液態氫的密度。這樣就可以安全地操作氫燃料[4]。為改善其儲氫性能常以鉛或錳等金屬部分地取代鎳。現LaNi5常用於儲運氫氣、氫汽車動力、燃料電池、氫的分離提純、丙烯氫化催化劑等。
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 https://www.americanelements.com/lanthanum-nickel-alloy-12196-72-4
- ^ 李躍中主編. 无机化学. 上海：上海交通大學出版社. 2001.09: 354. ISBN 7-313-02746-X.
- ^ "http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3777&do=blog&id=331160"桂耀榮 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 4.0 4.1 "http://www.chem.pku.edu.cn/bianj/paper/07/18.pdf"翟峰 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 趙志遠 趙曉堃 王多---儲氫材料概述