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甘肃峻茂新材料科技有限公司
注册资本
不愿意公开
成立年份
20190104
人员规模
40至49
业务类型
贸易公司
公司地址
甘肃省兰州市兰州新区秦川园区精细化工园
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氢的发现与运用

氢是一种化学元素,元素符号H,在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气,无色无味无臭,是一种极易燃烧的由双原子分子组成的气体,氢气是最轻的气体。

早在十六世纪,瑞士的一名医生就发现了氢气。他说:“把铁屑投到硫酸里,就会产生气泡,像旋风一样腾空而起。”他还发现这种气体可以燃烧。然而他是一位著名的医生,病人很多,没有时间去做进一步的研究。

十七世纪时又有一位医生发现了氢气。但那时人们认为不管什么气体都不能单独存在,既不能收集,也不能进行测量。这位医生认为氢气与空气没有什么不同,很快就放弃了研究。

首先把氢气收集起来并进行认真研究的是在1766年英国的一位化学家卡文迪什。

卡文迪什非常喜欢化学实验,有一次实验中,他不小心把一个铁片掉进了盐酸中,他正在为自己的粗心而懊恼时,却发现盐酸溶液中有气泡产生,这个情景一下子吸引了他。他又做了几次实验,把一定量的锌和铁投到充足的盐酸和稀硫酸中(每次用的硫酸和盐酸的质量是不同的),发现所产生的气体量是固定不变的。这说明这种新的气体的产生与所用酸的种类没有关系,与酸的浓度也没有关系。

卡文迪什用排水法收集了新气体,他发现这种气体不能帮助蜡烛的燃烧,也不能帮助动物的呼吸,如果把它和空气混合在一起,一遇火星就会爆炸。卡文迪什经过多次实验终于发现了这种新气体与普通空气混合后发生爆炸的极限。他在论文中写道:如果这种可燃性气体的含量在9.5%以下或65%以上,点火时虽然会燃烧,但不会爆炸。

随后不久他测出了这种气体的比重,接着又发现这种气体燃烧后的产物是水,无疑这种气体就是氢气了。卡文迪什的研究已经比较细致,他只需对外界宣布他发现了一种氢元素并给它起一个名称就行了。但卡文迪什受了“燃素说”的影响,坚持认为水是一种元素,不承认自己无意中发现了一种新的元素。

后来拉瓦锡听说了这件事,他重复了卡文迪什的实验,认为水不是一种元素而是氢和氧的化合物。在1787年,他正式提出“氢”是一种元素,因为氢燃烧后的产物是水,便用拉丁文把它命名为“水的生成者”。

在氢气的应用方面,1783年工程师Jacques Charles利用氢气实现了第一次无人氢气球飞行。这标志着氢气在航空领域的首次应用。随后,氢气在工业生产、能源利用等领域也得到了广泛的应用。

氢的同位素及其应用

氢是原子序数为1的化学元素,化学符号为H,在元素周期表中位于第一位。其原子质量为1.00794u,是最轻的元素,也是宇宙中含量最多的元素,大约占据宇宙质量的75%。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭,极易燃烧的由双原子分子组成的气体,氢气是最轻的气体。

氢只有三种同位素:

氕(piē)

氕(1H)通常称为氢,它是氢的主要稳定同位素,其天然丰度为99.985%,它主要分布于水及各种碳氢化合物中,在空气中的含量仅为5X10 -5%。

氕(protium)的符号为P或1H, 质子数1,它的原子由一个质子和一个电子组成,是氢的主要形式,,氕为氢的主要成分,约占普通氢的99.98%。

氕不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善,氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

氘(dāo)

氘(deuterium)为氢的另一种稳定形态的同位素,也被称为重氢,元素符号一般为D或2H。原子核中有一个质子和一个中子,丰度0.016%,氢中有0.02%的氘。

在大自然的含量约为一般氢的7000分之一 ,用于热核反应。,聚变时放出β射线后形成质量数为 3 的氦。氘被称为“未来的天然燃料”。

常温下,氘是一种无色、无味、无毒无害的可燃性气体。它用于核能、可控核聚变反应、氘化光导纤维、氘润滑油、激光器、灯泡、实验研究、半导体材料韧化处理以及核医学,核农业等方面。

氚(chuān)

氚[tritium]元素符号为T或3H,也被称作超重氢。原子核中有一个质子和两个中子,天然丰度相当于10¹⁸氢原子中含有1个氚原子的浓度。

氚带会发生β衰变,其半衰期为12.43年。由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子,不会穿透人体,因此只有大量吸入氚才会对人体有害。

在地球的自然界中,相比一般的氢气,氚的含量极少。氚的产生是当宇宙射线所带的高能量中子撞击氘核,其氘核与中子结合为氚核。自然界中存在极微,从核反应制得。主要用于热核反应。

氚水(超重水)是水的特别理想的示踪剂,在地下水分布的测定、水库渗漏的测定、河流、湖泊、泉水流动的跟踪、冰川运动的观测以至水文学各方面的研究工作中应用很广。氚和氚标记化合物对于化学反应的研究,尤其是生物、医学、生化、生命科学等的研究特别有用。

氯化锂的可能应用

医药行业

1. 心理疾病治疗:氯化锂是一种治疗双相障碍(如躁郁症)和抑郁症的药物成分。它作为一种稳定剂,可以调节神经系统活动,减少心理症状的发作和严重程度。

2. 治疗癫痫:氯化锂可以用于癫痫的治疗。它通过调节神经传导和抑制异常电信号的传输,减少癫痫发作的频率和强度。

3. 高血压治疗:氯化锂在一些情况下被用来治疗高血压。它可以扩张血管,降低血压,减少心血管疾病的风险。

4. 尿崩症治疗:氯化锂可用于治疗中枢性尿崩症,这是一种涉及抗利尿激素的异常分泌和水平调节的疾病。氯化锂可以减少尿量,增加尿液浓缩能力,并稳定尿液的渗透压。

氯化锂在使用过程中会产生一些副作用和风险,如肾功能损坏、脱水、甲状腺功能异常等,所以必须定期监测患者的身体指标。

电子行业

1. 电池材料:氯化锂是重要的电解质材料之一。氯化锂可以促进锂离子在电池的正负极之间游移,并实现电池的充放电循环。

2. 磁性材料:氯化锂与其他金属离子配合形成的化合物具有磁性,可用于电子存储器、磁记录材料以及磁性传感器等领域。这些材料在信息存储和处理设备中起着重要的作用。

3. 窗口材料:氯化锂的单晶体具有较好的透明性,可用作红外窗口材料。这些窗口广泛应用于红外传感器、红外成像系统以及激光和光学器件等领域。

4. 半导体材料:氯化锂可以用作半导体材料的掺杂剂。在半导体工艺中,氯化锂可以引入锂元素,调节半导体材料的电学性能,如增加导电性或改变材料的能带结构。

5. 栅极材料:氯化锂可以用于制备金属锂薄膜,作为栅极材料的一部分。在某些场合下,金属锂的应用可以改善半导体器件的性能,如提供更低的接触电阻和更好的电流传输。

实验室

1.催化剂研究:在催化剂研究中,氯化锂可以用作催化剂的前驱体或促进剂。它可以参与催化反应,帮助研究人员开发新的催化剂体系或优化催化反应的条件。

2. 金属腐蚀研究:氯化锂可以用于实验室中对金属腐蚀过程的研究和评估。它可用作模拟腐蚀环境中的氯离子,并提供实验条件,以了解金属在不同腐蚀介质中的行为与性能。

3. 材料合成和晶体生长:氯化锂可以用作合成和晶体生长过程中的溶剂或反应物。它可以用于制备氯化锂盐、合成金属氯化物化合物,或用于晶体生长和纳米材料制备等实验室操作。

氢化锂

氢化锂可以将酮和醛、羧酸等还原为相应的醇。它还可以将含氧的杂环化合物还原为相应的氮杂环化合物、将硼酸还原为相应的硼化物。

氢化铝锂

氢化铝锂可以将酮和醛、羧酸和酸氯还原为相应的醇、可以将酯还原为相应的醇和相应的醚。氢化铝锂还可以将羧酸酯还原为相应的醇和相应的醚。氢化铝锂还可以还原一些金属盐、金属氧化物和金属离子等无机化合物,生成相应的金属物质。

氢化钠

氢化钠可以将酮和醛还原为相应的醇、可以将酯还原为相应的醇和相应的醚。氢化钠还可以还原一些含氧官能团的化合物,如羧酸酯、羧酸和酸氯,生成相应的醇。氢化钠可以将邻菲啰啉还原为苯胺、将炔烃还原为相应的烯烃。氢化钠可以将含氧的杂环化合物还原为相应的氮杂环化合物。氢化钠可以将卤代烃还原为相应的烃。

硼氢化锂

硼氢化锂可以将酮和醛还原为相应的醇、将酯还原为相应的醇和相应的醚。硼氢化锂可以将羧酸和酰氯还原为相应的醇、将硝基化合物还原为相应的胺。硼氢化锂可以还原偶氮化合物为相应的胺。硼氢化锂还可以还原一些金属盐、金属氧化物和金属离子等无机化合物,生成相应的金属物质。硼氢化锂可以将羰基化合物还原为相应的醇、醛、酰胺等。

三叔丁氧基氢化铝锂

三叔丁氧基氢化铝锂可以将酮和醛还原为相应的醇、将酯还原为相应的醇和相应的醚。三叔丁氧基氢化铝锂可以将一些含氧官能团的化合物,如羧酸酯、羧酸和酸氯,还原为相应的醇和相应的醚。三叔丁氧基氢化铝锂可以将硝基化合物还原为相应的胺、将羰基化合物还原为相应的醇、醛、酰胺等。

三仲丁基硼氢化锂

三仲丁基硼氢化锂可以将酮和醛、羧酸和酸氯还原为相应的醇、将酯还原为相应的醇和相应的醚。三仲丁基硼氢化锂可以将羧酸酯还原为相应的醇和相应的醚。三仲丁基硼氢化锂还可以将硝基化合物还原为相应的胺、将羰基化合物还原为相应的醇、醛、酰胺等。

硼氢化钠

硼氢化钠可以将酮和醛、羧酸和酰氯还原为相应的醇、将酯还原为相应的醇和相应的醚。硼氢化钠可以还原偶氮化合物为相应的胺。它还可以还原一些金属盐、金属氧化物和金属离子等无机化合物,生成相应的金属物质。硼氢化钠可以将硝基化合物还原为相应的胺、将羰基化合物(如酮、醛、酰氯等)还原为相应的醇、醛、酰胺等。

硼氢化钾

硼氢化钾可以将酮和醛、羧酸还原为相应的醇、将酯还原为相应的醇和二醇。硼氢化钾可以将卤代烃还原为相应的烃。它还可以将硝基化合物还原为相应的胺、将羰基化合物(如酮、醛、酸酐等)还原为相应的醇、醛、酰胺等。

氢化钙

氢化钙可以将醛和酮、羧酸还原为相应的醇、将羟基化合物还原为相应的碱金属醇。但是氢化钙一般不用作还原剂。氢化钙是一种强碱性化合物,主要用作脱水剂和氢气源,而不是用作还原剂。

氢化钙的可能应用

医药行业

药物添加剂:氢化钙可以用作药物添加剂,在某些药物制剂中起到辅助作用。药物配方:氢化钙也可以用于药物制剂中的配方,以调整药物的PH值和增加药物的稳定性。它可以与其他药物成分相互作用,改善药物的溶解性和吸收性。

骨骼健康:氢化钙是钙的一种补充形式,可以作为钙的补充剂用于治疗钙缺乏症和骨质疏松症等骨骼健康问题。

消化问题:氢化钙可以用作抗酸剂,用于治疗胃酸过多引起的胃部不适、消化性溃疡和胃食管反流病等消化问题。它通过中和胃酸,减轻胃部不适和保护胃壁。

香料行业

酸碱中和剂:氢化钙可以作为酸中和剂使用,用于调整香料制剂的酸碱平衡。在香料制造过程中,一些成分可能具有酸性或碱性,而过高的酸碱度可能会影响香料的稳定性和口感。通过使用适量的氢化钙进行中和,可以平衡香料制剂的pH值,提高香料的稳定性和品质。

抗氧化剂:氢化钙还可以被用作抗氧化剂,用于防止香料在暴露于空气中时产生氧化反应。氧化反应可能导致香料变质和品质降低。通过加入氢化钙作为抗氧化剂,可以延长香料的保鲜期,保持香料的原有风味和香气。

农药行业

萃取剂:氢化钙可用作农药制剂中的萃取剂,在提取植物性成分或其他活性成分时起辅助作用。通过与其他溶剂或萃取剂结合,可以提高农药的提取效率和活性。

分散剂:氢化钙可以用作农药配方中的分散剂,用于在水中均匀分散农药颗粒。通过使用氢化钙,可以防止农药颗粒的沉降和团聚,提高农药液体的稳定性和喷雾均匀性。

染料行业

染料稳定剂:氢化钙可以作为染料稳定剂使用,用于提高染料的耐久性和色牢度。染料在染色过程中可能会受到光、热、化学物质等因素的影响而变得不稳定。通过加入适量的氢化钙,可以增加染料的稳定性,减少其受到外界因素的影响,使染料颜色持久。

电子行业

锂离子电池:氢化钙可以用作负极材料,用于锂离子电池中。研究表明,氢化钙的电化学性能较好,具有较高的比容量和良好的电化学稳定性。

氢源:在一些特殊的电子工艺中,氢化钙可以作为氢气的源头。氢化钙可作为制备电子级氢气的前体材料。氢气在电子器件的生产和测试过程中具有一定的应用。

掺杂剂:在某些情况下,氢化钙可以作为磷的掺杂剂使用,用于掺杂硅基半导体材料。

沉积辅助剂:在半导体材料的化学气相沉积(CVD)过程中,氢化钙可以用作辅助剂,用于调节沉积薄膜的物理性质和结构。通过调整氢化钙的供氢量和反应条件,可以影响CVD过程中薄膜的成长速率、晶体质量和电学性能。

其他应用

中和试剂:氢化钙可用作中和试剂,用于调节和平衡实验样品或溶液的酸碱度。由于氢化钙具有强碱性,可以用于中和酸溶液,将其酸性中和为中性或碱性。

干燥剂:氢化钙可以用作干燥剂,用于吸附空气中的水分。氢化钙的吸湿性能可以帮助实验室中的样品、溶液或气体保持干燥状态,以防止其受潮或分解。

脱硫试剂:氢化钙可用作脱硫试剂,用于去除反应中的硫化物。氢化钙可以与硫化物反应生成硫化钙,并将硫化物从实验中去除。

萃取剂:在某些情况下,氢化钙也可以用作萃取剂,用于从混合物中提取特定物质。通过与其他溶剂结合使用,氢化钙可以帮助分离和提纯实验样品中的目标化合物。

认识金属锂

一、认识锂

锂是一种一价碱金属族元素,对应的单质为银白色质软金属,元素符号Li 。金属锂在空气中易氧化而变暗,化学性质活泼,用于核工业和冶金工业,也用来制特种合金、特种玻璃等。

锂位于元素周期表的第二周期IA族,它的原子序数为3,原子量为6.941。其熔点为180.5 ℃,沸点为1342 ℃,比热容为3.58 kJ/kg·K,可溶于硝酸、液氨等溶液,可与水反应。

锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型,因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,使得锂容易极化其他的分子或离子,自己本身却不容易受到极化。由于电极电势最负,锂是已知元素中金属活动性最强的。

二、发现历史

第一块锂矿石,透锂长石(LiAlSi4O10)是由巴西人在名为Utö的瑞典小岛上发现的,于18世纪90年代。当把它扔到火里时会发出浓烈的深红色火焰,斯德哥尔摩的Johan August Arfvedson分析了它并推断它含有以前未知的金属,他把它称作lithium(锂)。他意识到这是一种新的碱金属元素。然而,不同于钠的是,他没能用电解法分离它。

1821年William Brande电解出了微量的锂,但这不足以做实验用。直到1855年德国化学家 Robert Bunsen和英国化学家Augustus Matthiessen电解氯化锂才获得了大块的锂。锂的英文为Lithium,来源于希腊文lithos,意为“石头”。Lithos的第一个音节发音“里”。因为是金属,在左方加上部首“钅”。

三、自然中的锂

自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。锂号称“稀有金属”,其实它在地壳中的含量不算“稀有”,地壳中约有0.0065%的锂,其丰度居第二十七位。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。中国的锂矿资源丰富,以中国的锂盐产量计算,仅江西云母锂矿就可供开采上百年。

天然锂有两种同位素:锂-6和锂-7。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中,只有氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色,可用此来鉴定锂。

2018年8月,由中国科学院国家天文台带领的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)发现一颗奇特天体,它的锂元素含量约是同类天体的3000倍,锂丰度高达4.51,是人类已知锂元素丰度最高的恒星。这一重要天文发现于北京时间8月7日凌晨,在国际科学期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)上在线发布。

三叔丁氧基氢化铝锂(TBALH)是一种有机锂化合物,它在化工领域拥有广泛的应用,主要体现在以下几个方面:

合成化学

  1. 还原剂:三叔丁氧基氢化铝锂可以用于还原不饱和化合物、酮、醛、酯等功能团,参与氢化反应和还原脱氧等反应。它是一种较为温和的还原剂。
  2. 催化剂:在一些化学反应中,三叔丁氧基氢化铝锂可以与某些金属催化剂配合使用,促进反应的进行。
  3. 合成金属:三叔丁氧基氢化铝锂作为一种有机锂化合物,可以用于合成金属有机化合物,也可以作为起始化合物,在金属有机化合物的合成反应中作为锂源。
  4. 化学分析:三叔丁氧基氢化铝锂可以作为铝或锂原子的标准物质,用于比较分析样品中的铝或锂含量。通过与样品进行反应或物理测量,可以从样品中确定铝或锂的含量。

电子行业

  1. 电池材料:三叔丁氧基氢化铝锂可以应用于锂离子电池中的正极材料的合成中,也可以在锂硫电池中作为一种锂源。
  2. 半导体材料:三叔丁氧基氢化铝锂可以用作制备半导体材料中的有机金属前体,通过气相沉积或其他化学合成方法,提供铝或锂等金属原子。
  3. 其他封装材料:在封装过程中,三叔丁氧基氢化铝锂可以作为合成有机金属化合物的起始原料,用于制备封装材料中的金属有机聚合物或其他化合物。
  4. 有机电子器件:三叔丁氧基氢化铝锂可以提供制备某些电子器件所需的金属原子或配位基因。

染料行业

1. 染料合成:在染料合成过程中,三叔丁氧基氢化铝锂可以与其他化合物反应,参与染料分子结构的形成或改变。这种化学反应可以调整染料的颜色、亮度和稳定性等性能。

2. 染料印染:在染料印染中,三叔丁氧基氢化铝锂可以还原某些染料分子,使其在纤维上形成可见的颜色。这种还原过程可以产生特定的色彩效果,并提高染料在纤维上的固色性和耐光性。

3. 染料固定剂:在染料固色剂中添加三叔丁氧基氢化铝锂可以改善染料与纤维之间的相互作用,增强染料的固定性,使其在洗涤和光照等条件下更耐久。

氘代试剂与核磁共振

核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。

核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的,重要应用之一是核磁共振成像(MRI)检查。

氘代试剂在核磁共振里的作用是进行准确的锁场。化合物中 H 共振频率是与仪器里面的磁场强度相关的函数,通常我们指的400 M 核磁仪器,对应的磁场强度是9.4T,这里的400M是在这个强度下H核的共振频率另外化合物的共振频率还会轻微的受到化合物的化学环境影响。

核磁里面的磁场强度需要非常准确的锁定,是为了准确区分由于化合物化学结构的差异,造成的核磁共振频率的变化,那么一定要在非常均匀稳定的磁场环境下,才能获得测试这个微小差异的可能。

医药中间体

所谓医药中间体,即指生产医药产品的过程中,使用的原料、材料、辅料等中间产品。实际上是一些用于药品合成工艺过程中的一些化工原料或化工产品。

医药中间体为医药的主要活性成分,大致等同于半成品,属于多段工艺中间的,经过一定工艺处理的粗产物,还属于工业材料,不是最终产品。

经过30多年的发展,我国医药生产所需的化工原料和中间体基本能够配套,只有少部分需要进口,而且由于我国资源比较丰富,原材料价格较低,目前有许多中间体实现了大量出口。

专家认为,由于多年累积的技术优势和未来医药市场的巨大需求,我国医药中间体行业蕴蓄着巨大的发展潜力。

在实验室中,氢化铝锂可能有以下一些应用:
1. 催化剂:氢化铝锂可以用作某些化学反应的催化剂。它可以促进反应速率,提高反应效率,并且在合成有机化合物、聚合物或其他化学反应过程中扮演重要角色。
2. 材料研究:氢化铝锂可以作为材料科学研究中的原料或试剂。它可能被用于制备或改良特定材料的性质,例如透明导电薄膜、储能材料等。
3. 电池研究:由于氢化铝锂在电池材料中的应用,实验室中可能会使用氢化铝锂来测试和评估电池的特性、性能和循环寿命。
这些只是一些可能的应用领域,具体的应用取决于实验室的研究方向和目标。

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