镧镍五
同成分熔化的化合物
LaNi5是由稀土元素镧和过渡金属镍组成的六方晶系的金属间化合物，呈现为钙铜五(CaCu5)型晶体结构，为同成分熔化的化合物，其具有储氢能力[2]。
| 镧镍五 | |
|---|---|
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| IUPAC名 lanthane nickel | |
| 识别 | |
| CAS号 | 12196-72-4 
|
| PubChem | 166660 |
| EINECS | 235-372-5 |
| RTECS | N/A |
| 性质 | |
| 化学式 | LaNi5 |
| 摩尔质量 | 432,3725[1] g·mol⁻¹ |
| 外观 | 银灰色粉末[1] |
| 密度 | 7,950[1]g·cm-3 |
| 溶解性（水） | 不溶于水[1] |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 六方晶系 |
| 空间群 | P6/mmm |
| 危险性 | |
| 警示术语 | R：R14/15,R36/37/38,R40,R42/43,R48/23,R52/53[1] |
| 安全术语 | S：S40,S43,S45[1] |
| GHS提示词 | H250, H260, H315, H317, H319, H334, H335, H351, H372, H412, P201, P260, P304, P340, P405[1] |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
结构
LaNi5为钙铜五(CaCu5)型晶体结构，六方点阵，空间群为P6/mmm(编号191)，镧原子位于坐标原点1a(0,0,0)，镍原子两个位于2c (1/3,2/3,0)和(2/3,1/3,0)，另外三个位于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个LaNi5，晶胞体积为90×10-24 cm3， LaNi5的晶胞中含有较大的6个变形四面体空隙可用作填入氢原子[3]。
化学反应
LaNi5作为储氢合金，压力稍高而温度低时可以吸收氢生成氢化物LaNi5Hx (x～6)，而当压力降低或温度升高时氢又可释放出来，形成对氢的反复吸放。但对放氢过程，因为是吸热反应，为了使反应得以进行，必须补充必要的能量，否则反应会因温度降低而停止。[4]
特性及运用
LaNi5表现出优越的特性，其吸附快而可逆，室温下平台温度为几bar而且有着良好的循环寿命。2 bar时LaNi5H6.5的单位体积储氢密度（晶体）等于1800 bar下气态分子氢的密度，并且所有的氢都可在2 bar下脱附。虽然实际应用中储氢密度因为部分LaNi5粉末的聚集而有所减少，但仍高于液态氢的密度。这样就可以安全地操作氢燃料[4]。为改善其储氢性能常以铅或锰等金属部分地取代镍。现LaNi5常用于储运氢气、氢汽车动力、燃料电池、氢的分离提纯、丙烯氢化催化剂等。
参考资料
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 https://www.americanelements.com/lanthanum-nickel-alloy-12196-72-4
- ^ 李跃中主编. 无机化学. 上海：上海交通大学出版社. 2001.09: 354. ISBN 7-313-02746-X.
- ^ "http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3777&do=blog&id=331160"桂耀荣 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 4.0 4.1 "http://www.chem.pku.edu.cn/bianj/paper/07/18.pdf"翟峰 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 赵志远 赵晓堃 王多---储氢材料概述