二氫化鎂

白色結晶狀的化學物質

二氫化鎂,又名氫化鎂,化學式MgH2,是一種白色結晶的化學物質。

目前,MgH2被廣泛接受並採用的生成焓和生成熵分別為 -74.7 kJmolH2和-130 J K mol。如此高的生成焓,這就造成了MgH2具有較高的熱力學穩定性。實驗證實,MgH2在標準壓力下,達到289 ℃才可以釋放H2。MgH2在乾燥空氣中安全穩定,在通常的空氣中,會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因其特殊性質用於開發含氫產品,有望廣泛普及。

理化性質


性狀:四方晶系無色立方晶體,或灰白色粉末。
溶解性:溶於異丙胺
燃爆危險:該品遇濕易燃,有毒,具強刺激性。
禁配物:酸類、酸酐、強氧化劑、水、醇類鹵素、氧。
MgH2的幾種不同結構
MgH2的幾種不同結構

化學性質


MgH2可以通過水解和熱解兩種方式來製備氫氣。
氫化鎂和水反應,生成氫氣和氫氧化鎂
氫化鎂在1個標準大氣壓下加熱至289 ℃,會分解成鎂和氫。

製備方法


MgH2最早在 1912 年被 Jolibois 等人熱解(真空和 175 ℃)乙基碘化鎂製得。1951年,研究者利用金屬鎂直接吸收氫氣而製得了純度為 68%的 MgH2。隨後,該法的合成純度被進一步提高到了97% ~ 98%。現在,主要採用在 300 ℃~ 400 ℃和 2.4 ~ 40 MPa 氫壓下氫化金屬鎂或者金屬有機合成

主要用途


儲運氫材料

對於氫化物儲氫材料的研究,最早開始於美國Brookhaven國家實驗室,後來隨著機械合金化等合成方法的出現,揭開了廣泛研究鎂基儲氫材料時代的序幕。
氫化鎂(MgH2)由於儲氫容量高(~7.6 wt%/~110 kg·m-3 )、儲量豐富、價格低廉、質量輕和可逆性好,並且在乾燥空氣中非常穩定,運輸很容易,被廣泛認為是最具應用前景的儲氫材料之一[3];相比較傳統的高壓氣態儲運氫技術,具有顯著的安全優勢,能夠達到多方面的應用要求。
鎂源動力採用粉末冶金結合氣固反應法攻克該技術難題,在國內率先實現了鎂基儲氫材料的產業化,推動鎂基儲氫材料在儲運氫系統和固定式電源、專業級無人機等的應用,並與加氫站建站企業合作進行鎂基固態儲氫車的研發。

水解產氫原材料

氫化鎂水解在室溫下就能進行,放氫量為15.2%(不把水計算在內),是熱分解放氫量的2倍,是一種非常有潛力的產氫材料,被嘗試用在健康飲料、沐浴劑、化妝品、醫療等方面。
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、抗凋亡和促進膽固醇逆向轉運功能;富氫水改善代謝綜合征患者高密度脂蛋白(HDL)的氧化程度和對內皮細胞的刺激作用。

生物醫學領域應用

氫化鎂與水反應可以生成H2和Mg(OH)2,可實現鎂離子和氫氣共補。
鎂離子是生物體內多種酶系統的重要輔助因子,在人體新陳代謝中發揮著重要的生理功能。氫氣具有抗氧化、抗炎症和抗細胞凋亡的生物效應,對人類常見的如心血管疾病、糖尿病老年痴呆症、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在生物醫學領域具有廣闊的發展前景,值得臨床醫學和健康保健領域的重視。

農業領域的應用

氫化鎂與水的反應除了產生氫氣形成富氫水之外,還有Mg離子。
鎂是植物生長所必須的中量營養元素,它不僅以葉綠素的組成成分對光合作用有重要影響,又是植物體內多種酶的活化劑。氫氣可以調節植物激素的作用,提高植物的抗逆性,促進植物的營養吸收,改善土壤微生物群落結構,有利於植物生長發育。
取氫化鎂、吲哚丁酸鉀膨潤土以重量比10:0.0001:100的比例攪拌均勻,用造粒機製成直徑3mm-10mm的顆粒,用包膜機器噴塗一層木蠟油,再撒一層粘土粉末或滑石粉,可製成氫化鎂緩控釋複合氫肥。研究表明,該氫化鎂緩控釋複合氫肥可應用於促進植物生根。
採用氫氣緩控釋肥顆粒可以提高植物抗逆性、調節植物生長發育,與其它化肥農藥相比,具有無可比擬的優越性:
1. 成本低、用量少,有利於大規模推廣應用;
2. 具有一肥多效或雙重增效的的特點;
3. 無污染,基本無殘留,環保效果好;
4. 應用範圍廣,可在旱地、水田大規模應用,也可以應用於溫室大棚、無土栽培、盆栽、插花等領域。

注意事項


急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫。

消防措施

危險特性:強還原劑。與氧化劑能發生強烈反應。化學反應活性較高,在潮濕空氣中能自燃。遇水或酸發生反應放出氫氣及熱量,能引起燃燒。
有害燃燒產物氧化鎂、水。
滅火方法:消防人員須戴好防毒面具,在安全距離以外,在上風向滅火。滅火劑:乾粉、二氧化碳、砂土。禁止用水和泡沫滅火。

應急處理

隔離泄漏污染區,限制出入。切斷火源。建議應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:用乾燥的砂土或類似物質覆蓋。使用無火花工具收。大量泄漏:收集回收或運至廢物處理場所處置。

處置儲存

操作注意事項:密閉操作,提供充分的局部排風。防止粉塵釋放到車間空氣中。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。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。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。避免產生粉塵。避免與酸類、酸酐、氧化劑、醇類、鹵素、氧接觸。尤其要注意避免與水接觸。在氮氣中操作處置。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存於乾燥清潔的倉間內。相對濕度保持在75%以下。儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。防止陽光直射。包裝必須密封,切勿受潮。應與酸類、酸酐、氧化劑、醇類、鹵素、氧、食用化學品等分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。

個體防護

監測方法:火焰原子吸收光譜法;達旦黃比色法
工程式控制制:嚴加密閉,提供充分的局部排風。
呼吸系統防護:可能接觸其粉塵時,必須佩戴防塵面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時,應該佩戴空氣呼吸器
眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。
身體防護:穿膠布防毒衣。
手防護:戴橡膠手套。
其他防護:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

廢棄處置

廢棄處置方法:根據國家和地方有關法規的要求處置。或與廠商或製造商聯繫,確定處置方法。

運輸信息


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。
運輸注意事項:運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。裝運本品的車輛排氣管須有阻火裝置。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類、氧化劑、醇類、活潑非金屬、活潑非金屬、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝晒、雨淋,防高溫。中途停留時應遠離火種、熱源。運輸用車、船必須乾燥,並有良好的防雨設施。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。鐵路運輸時要禁止溜放。