氧化锂

锂最常见氧化物

氧化锂

氧化锂()(Lithium oxide),离子化合物,白色粉末或硬壳状固体,分子量29.88、熔点1570℃,是碱金属中各元素氧化物中熔点最高的,易从空气中吸收水和二氧化碳,高温时侵蚀玻璃、硅石和许多金属[1][2]。主要应用于金属锂的制备工艺当中[4],还是是陶瓷釉料、玻璃制备中一种重要的助溶剂[5]。氧化锂,离子化合物,相对密度2.013,熔点可达1570℃,是碱金属(ⅠA族)元素氧化物中熔点最高的,沸点2600℃,在1000℃以上时开始升华。易潮解,可溶于水,不同温度下在水中的溶解度:6.67g/100g水(0℃),10.02g/100g水(100℃)[2][3]。

氧化锂()(Lithium oxide),离子化合物,白色粉末或硬壳状固体,分子量29.88、熔点1570℃,是碱金属中各元素氧化物中熔点最高的,易从空气中吸收水和二氧化碳,高温时侵蚀玻璃、硅石和许多金属[2][3]。主要应用于金属锂的制备工艺当中[5],还是是陶瓷釉料、玻璃制备中一种重要的助溶剂[6]

物理性质

氧化锂,离子化合物,相对密度2.013,熔点可达1570℃,是碱金属(ⅠA族)元素氧化物中熔点最高的,沸点2600℃,在1000℃以上时开始升华。易潮解,可溶于水,不同温度下在水中的溶解度:6.67g/100g水(0℃),10.02g/100g水(100℃)[3][4]

化学性质

氧化锂易潮解具有吸湿性,在空气中极易吸收空气中的发生变质,溶于水中,与水反应可生成具有强碱性质的。[3]

[3]

[7]

与酸发生反应可生成锂盐。[3]

[7]

氧化锂具有腐蚀性,在高温下可以与某些金属以及许多固态非金属氧化物反应。

[7]

氧化锂可被硅、铝等金属还原为锂单质

[7]

物理结构

固态氧化锂,氟化钙型结构,属面心立方格子,占据四面体中心,占据立方体中心,与萤石型结构相比,正负位置对调,故又称为反萤石型结构。[8]

气态氧化锂,以直线型氧化锂分子形式存在,且分子中Li—O键长与强离子键一致。[8]

氧化锂分子结构图
氧化锂分子结构图

粗略制法

1.可由金属锂在空气中燃烧直接制备氧化锂:

[3]

2.真空加热过氧化锂制备氧化锂:

[9]

3.氢氧化锂碳酸锂热分解法制备氧化锂:

[7]

[7]

精密制法

1.将无水氢氧化锂用银箔包好放置于niè盘中,在隔绝二氧化碳的环境下,利用管式炉进行减压加热,并通入不含二氧化碳的干燥空气在加热完成后进行破空处理,待移入干燥箱内干燥完毕后,即可得到氧化锂产品。[4]

氧化锂的制备装置
氧化锂的制备装置

2.在铂盘中放入纯净碳酸锂,一同放入瓷管内减压加热使其分解,保温至无气体产生,表明反应完毕,铂盘中剩余白色残留物即为氧化锂产品。[4]

金属热还原法制备锂

目前金属锂的制备方法主要有金属热还原法、熔盐电解法和真空蒸馏法,其中金属热还原法是由氧化锂转化为金属锂的方法,金属热还原法制备金属锂流程短、效率高,缺点是不可连续生产,设备要求高,控制难度较大[5]

1.硅铁热还原法

[5]

[5]

2.铝热还原法

[5]

陶瓷釉料、玻璃制备中的重要原料

锂已广泛用作助熔剂,的助熔作用是由于锂离子半径比其它碱金属的离子半径小(Li+0.60゜A,Na+0.93゜A,K+1.33゜A),场强大(离子电位高)[6],加入后,高温黏度和熔化温度降低,表面张力增加,使玻璃中的气泡易于析出,促进玻璃澄清。[10][11]使用作为助溶剂的玻璃制品有玻璃纤维电极玻璃、低膨胀率玻璃、辐射玻璃、封接玻璃、乳白玻璃等等,的加入在降低热膨胀系数,改善化学稳定性以及改变辐射性质等方面发挥着重要的作用[6]

在玻璃纤维中增加的含量可以促进铝氧四面体的形成,提高纤维的使用性能[12]

使用锂作为助溶剂制得的电极玻璃成份为:67%、8%、25%,玻璃中一价元素的离子半径越小,其迁移率越大,从而形成了玻璃的导电性能[6]

添加的玻璃粉还被用于ZTA复合陶瓷的制备工艺当中,得到的烤瓷牙制品能显著简化工艺,降低成本,为临床应用奠定了基础[10]

瓷釉和搪瓷都是一种玻璃质物料,锂在其中的作用与在玻璃中基本相同[6][11],以为基础的结晶釉,可满足对低膨胀率瓷釉的需要,在降低成本的同时,改善瓷釉与搪瓷的品质[6]

参考资料 12

  1. Lithium oxide — Sigma-Aldrich
  2. Lithium oxide — PubChem COMPOUND SUMMARY
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
广告位:底部(ad-bottom)—— 请到中台「公共区块」编辑此内容