二氢化钛的制备与应用

2025/3/14 9:29:04 作者:流风

二氢化钛是一种钛元素和氢元素形成的金属氢化物,英文名为Titanium hydride,常温常压下为灰黑色固体粉末,具有较强的吸湿性和潮解性。二氢化钛可以由氢气与金属钛直接反应获得,它的化学性质比较活泼,需保存在远离高温和强氧化剂处,该物质在生产发泡金属的工艺中常用作发泡剂。

二氢化钛的性状图

图1 二氢化钛的性状图

理化性质

二氢化钛通常呈灰色至黑色的粉末状物质。二氢化钛的密度取决于具体的结晶形式,一般在 3.76 g/cm³ 至 4.26 g/cm³ 之间。该物质在标准大气压下不稳定,无明确定义的熔点。它在较高温度下分解成钛和氢气。二氢化钛不溶于水,但可在强碱性条件下发生反应。该物质通常是反磁性的,即不受外磁场的影响。二氢化钛通常是电不导体,即电阻较大,但具体性质取决于制备条件和结晶形式。

合成方法

因为在空气中较稳定,它也可以被用于制备氢气和氢氧化钛。二氢化钛可以由氢气与金属钛直接反应获得。300℃以上时,金属钛能可逆地吸收氢,最终形成化学式为TiH2二氢化钛的化合物。如果加热到1000℃以上,二氢化钛将完全分解为钛和氢气。在足够高的温度下,钛氢合金与氢气处于平衡状态,此时氢气的分压是金属中氢含量和温度的函数。二氢化钛还存在成分可变、Ti-H间距不同的结构很复杂的缺氢相,这些缺氢相近年来得到广泛的研究,因为它们可用于制作缓冲器、反射器或高温防护装备,还有可能用于移动式的核反应堆。[1]

化学应用

二氢化钛与高氯酸钾一起用作烟花爆竹的点火剂和闪光粉。它还在生产发泡金属的工艺中用作发泡剂。该物质被研究用作氢气的储存材料。其能够吸附和释放氢气,因此被认为是一种潜在的氢储存介质,有助于发展氢能技术。该物质在某些催化反应中具有活性。它可能被应用于一些化学过程,例如催化剂的制备或有机合成反应。二氢化钛被研究用作锂离子电池和其他电池系统的电极材料,以提高电池性能和储能能力。该物质作为一种储氢材料,可在氢气的吸附和释放过程中发挥作用。这与其在氢能领域的应用密切相关。[1]

参考文献

[1] 张青莲.《无机化学丛书》第八卷:钛分族、钒分族、铬分族.北京: 科学出版社.P21.

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