二氫化鎂,又名氫化鎂,化學(xué)式MgH2,是一種白色結(jié)晶的物質(zhì)。
目前,MgH2被廣泛接受并采用的生成和生成分別為 -74.7 kJmolH2和-130 J K?mol。如此高的生成焓,這就造成了MgH2具有較高的熱力學(xué)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)證實(shí),MgH2在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,達(dá)到289 ℃才可以釋放H2。MgH2在干燥空氣中安全穩(wěn)定,在通常的空氣中,會(huì)慢慢地吸收空氣中的水分而分解放出氫氣,換言之,它就是氫氣的緩釋劑。這樣,MgH2因其特殊性質(zhì)用于開發(fā)含氫產(chǎn)品,有望廣泛普及。
理化性質(zhì)
溶解性:溶于異丙胺。
燃爆危險(xiǎn):該品遇濕易燃,有毒,具強(qiáng)刺激性。
禁配物:酸類、酸酐、強(qiáng)氧化劑、水、醇類、鹵族元素、氧。
化學(xué)性質(zhì)
MgH2可以通過(guò)水解和熱解兩種方式來(lái)制備氫氣。
氫化鎂和水反應(yīng),生成氫氣和氫氧化鎂。
氫化鎂在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至289 ℃,會(huì)分解成鎂和氫。
制備方法
MgH2最早在 1912 年被 Jolibois 等人熱解(真空和 175 ℃)乙基碘化鎂制得。1951年,研究者利用金屬鎂直接吸收氫氣而制得了純度為 68%的 MgH2。隨后,該法的合成純度被進(jìn)一步提高到了97% ~ 98%。現(xiàn)在,主要采用在 300 ℃~ 400 ℃和 2.4 ~ 40 MPa 氫壓下氫化金屬鎂或者金屬有機(jī)合成。
主要用途
儲(chǔ)運(yùn)氫材料
對(duì)于氫化物儲(chǔ)氫材料的研究,最早開始于美國(guó)Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,后來(lái)隨著機(jī)械合金化等合成方法的出現(xiàn),揭開了廣泛研究鎂基儲(chǔ)氫材料時(shí)代的序幕。
氫化鎂(MgH2)由于儲(chǔ)氫容量高(~7.6 wt%/~110 千克m-3 )、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕和可逆性好,并且在干燥空氣中非常穩(wěn)定,運(yùn)輸很容易,被廣泛認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫材料之一;相比較傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù),具有顯著的安全優(yōu)勢(shì),能夠達(dá)到多方面的應(yīng)用要求。
鎂源動(dòng)力采用粉末冶金結(jié)合氣固反應(yīng)法攻克該技術(shù)難題,在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了鎂基儲(chǔ)氫材料的產(chǎn)業(yè)化,推動(dòng)鎂基儲(chǔ)氫材料在儲(chǔ)運(yùn)氫系統(tǒng)和固定式電源、專業(yè)級(jí)空中機(jī)器人等的應(yīng)用,并與加氫站建站企業(yè)合作進(jìn)行鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車的研發(fā)。
水解產(chǎn)氫原材料
氫化鎂水解在室溫下就能進(jìn)行,放氫量為15.2%(不把水計(jì)算在內(nèi)),是熱分解放氫量的2倍,是一種非常有潛力的產(chǎn)氫材料,被嘗試用在健康飲料、沐浴劑、化妝品、醫(yī)療等方面。
研究表明,富氫水顯著改善代謝綜合征患者血脂水平,降低血漿總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)水平;富氫水顯著降低代謝綜合征患者血漿低密度脂蛋白(LDL)上的主要載脂蛋白ApoB-100水平;富氫水顯著改善代謝綜合征患者血漿HDL功能,包括抗氧化、抗粘附、抗凋亡和促進(jìn)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)功能;富氫水改善代謝綜合征患者高密度脂蛋白(HDL)的氧化程度和對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的刺激作用。
生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用
氫化鎂與水反應(yīng)可以生成H2和Mg(OH)2,可實(shí)現(xiàn)鎂離子和氫氣共補(bǔ)。
鎂離子是生物體內(nèi)多種酶系統(tǒng)的重要輔助因子,在人體新陳代謝中發(fā)揮著重要的生理功能。氫氣具有抗氧化、抗炎癥和抗細(xì)胞凋亡的生物效應(yīng),對(duì)人類常見(jiàn)的如心血管疾病、糖尿病、阿爾茲海默癥、甚至腫瘤等70多種慢性疾病均具有良好的輔助治療效果。
所以,MgH2在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景,值得臨床醫(yī)學(xué)和健康保健領(lǐng)域的重視。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
氫化鎂與水的反應(yīng)除了產(chǎn)生氫氣形成富氫水之外,還有Mg離子。
鎂是植物生長(zhǎng)所必須的中量營(yíng)養(yǎng)元素,它不僅以葉綠素的組成成分對(duì)光合作用有重要影響,又是植物體內(nèi)多種酶的活化劑。氫氣可以調(diào)節(jié)植物激素的作用,提高植物的抗逆性,促進(jìn)植物的營(yíng)養(yǎng)吸收,改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu),有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。
取氫化鎂、吲哚丁酸鉀與膨潤(rùn)土以重量比10:0.0001:100的比例攪拌均勻,用造粒機(jī)制成直徑3mm-10mm的顆粒,用包膜機(jī)器噴涂一層木蠟油,再撒一層黏土粉末或滑石,可制成氫化鎂緩控釋復(fù)合氫肥。研究表明,該氫化鎂緩控釋復(fù)合氫肥可應(yīng)用于促進(jìn)植物生根。
采用氫氣緩控釋肥顆粒可以提高植物抗逆性、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育,與其它化肥農(nóng)藥相比,具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性:
1. 成本低、用量少,有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用;
2. 具有一肥多效或雙重增效的的特點(diǎn);
3. 無(wú)污染,基本無(wú)殘留,環(huán)保效果好;
4. 應(yīng)用范圍廣,可在旱地、水田大規(guī)模應(yīng)用,也可以應(yīng)用于溫室大棚、無(wú)土栽培、盆栽、插花等領(lǐng)域。
注意事項(xiàng)
急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動(dòng)清水沖洗。就醫(yī)。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫(yī)。
消防措施
危險(xiǎn)特性:強(qiáng)還原劑。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)活性較高,在潮濕空氣中能自燃。遇水或酸發(fā)生反應(yīng)放出氫氣及熱量,能引起燃燒。
有害燃燒產(chǎn)物:氧化鎂、水。
滅火方法:消防人員須戴好防毒面具,在安全距離以外,在上風(fēng)向滅火。滅火劑:干粉、二氧化碳、松軟土。禁止用水和泡沫滅火。
應(yīng)急處理
隔離泄漏污染區(qū),限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給式呼吸器,穿全棉防毒服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏:用干燥的砂土或類似物質(zhì)覆蓋。使用無(wú)火花工具收。大量泄漏:收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。
處置儲(chǔ)存
操作注意事項(xiàng):密閉操作,提供充分的局部排風(fēng)。防止粉塵釋放到車間空氣中。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴防塵面具(全面罩),穿膠布防毒衣,戴橡膠手套。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。避免產(chǎn)生粉塵。避免與酸類、酸酐、氧化劑、醇類、鹵族元素、氧接觸。尤其要注意避免與水接觸。在氮?dú)?/a>中操作處置。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲(chǔ)存注意事項(xiàng):儲(chǔ)存于干燥清潔的倉(cāng)間內(nèi)。相對(duì)濕度保持在75%以下。儲(chǔ)存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。防止陽(yáng)光直射。包裝必須密封,切勿受潮。應(yīng)與酸類、酸酐、氧化劑、醇類、鹵素、氧、食用化學(xué)品等分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。
個(gè)體防護(hù)
監(jiān)測(cè)方法:火焰原子吸收光譜法;達(dá)旦黃比色法
工程控制:嚴(yán)加密閉,提供充分的局部排風(fēng)。
呼吸系統(tǒng)防護(hù):可能接觸其粉塵時(shí),必須佩戴防塵面具(全面罩)。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí),應(yīng)該佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護(hù):呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。
身體防護(hù):穿膠布防毒衣。
手防護(hù):戴橡膠手套。
其他防護(hù):工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。
廢棄處置
廢棄處置方法:根據(jù)國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)的要求處置。或與廠商或制造商聯(lián)系,確定處置方法。
運(yùn)輸信息
包裝方法:螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶(罐)外普通木箱。
運(yùn)輸注意事項(xiàng):運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。裝運(yùn)本品的車輛排氣管須有阻火裝置。運(yùn)輸過(guò)程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴(yán)禁與酸類、氧化劑、醇類、活潑非金屬、活潑非金屬、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋,防高溫。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。運(yùn)輸用車、船必須干燥,并有良好的防雨設(shè)施。車輛運(yùn)輸完畢應(yīng)進(jìn)行徹底清掃。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。
參考資料 >