Analiza termogravimetryczna monohydratu wodorotlenku litu za pomocą analizatora termicznego synchronicznego

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania ze strony przemysłu materiałów do nowej energii, wodorotlenek litu uwodniony, jako ważny półprodukt w chemii soli litu, jest szeroko stosowany w produkcji materiałów katodowych, dodatkach powłokowych, smarach, przemyśle szklarskim i ceramicznym. Jego zachowanie podczas dehydratacji i rozkładu wpływa nie tylko na czystość materiału, ale także bezpośrednio odnosi się do ustawień temperatury spiekania, procesów przechowywania i kontroli składu. Niniejszy artykuł, w oparciu o wyniki synchronicznej analizy termicznej, przedstawia mechanizm rozkładu i kluczowy zakres temperatur wodorotlenku litu monohydratu w atmosferze tlenu, dostarczając danych wspierających produkcję przedsiębiorstw i zastosowania inżynieryjne.

I. Procedura eksperymentalna

1. Przyrząd pomiarowy: Synchroniczny analizator termiczny STA400

2. Próbka: Wodorotlenek litu monohydrat

3. Parametry eksperymentalne:

Atmosfera: Tlen

Szybkość ogrzewania: 5℃/min

Zakres temperatur: od 25℃ do 800℃

Uwaga: Dane w atmosferze tlenu bardziej odzwierciedlają rzeczywiste procesy spiekania i utleniania.

4. Widma pomiarowe

5. Analiza widma pomiarowego:

Etap 1: Usunięcie wody krystalizacyjnej

Zakres temperatur: od 31,8℃ do 130,3℃

Ubytek masy: ≈11,31%

Efekt termiczny: Wyraźny pik endotermiczny (≈90℃)

LiOH·H2O→LiOH+H2O↑

Implikacja: Pełną dehydratację można osiągnąć tylko w temperaturach suszenia powyżej 130℃; poniżej tej temperatury długotrwałe przechowywanie nie powoduje łatwo utraty wody.

Etap 2: Termiczny rozkład wodorotlenku litu

Zakres temperatur: od 198,9℃ do 456,4℃

Ubytek masy: ≈12,53%

Efekt termiczny: Drugi pik endotermiczny (≈276℃)

Reakcja podstawowa: 2LiOH→Li₂O+H₂O↑

Implikacja: Od 200℃ do 450℃ to krytyczny zakres rozkładu. Jeśli temperatura spiekania materiału katodowego obejmuje ten zakres, należy wziąć pod uwagę zmianę proporcji spowodowaną parowaniem wody. Nadmierny czas przebywania w tym zakresie może prowadzić do utraty litu, odchyleń stechiometrycznych i wysokiej zawartości tlenu w produkcie.

Etap 3: Stabilność w wysokiej temperaturze

Zakres temperatur: od 590,7℃ do 744,4℃

Ubytek masy: ≈0,32%

Wyjaśnienie: Brak istotnej reakcji; system ma tendencję do stabilizacji.

II. Wnioski z eksperymentu

Temperatury powyżej 600℃ można uznać za stosunkowo stabilny zakres dla Li₂O, odpowiedni do utrzymania stabilności struktury źródła litu w kolejnych etapach wysokotemperaturowych. Ta analiza termiczna dostarcza pełną drogę LiOH·H₂O→LiOH→Li₂O i kluczowe punkty kontroli temperatury, służąc jako ważne odniesienie dla formułowania materiałów i ustawiania temperatury spiekania.