氧化锂

锂最常见氧化物

氧化锂( )( 锂 氧化物 ), 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 。主要应用于金属锂的制备工艺当中 ,还是是 陶瓷釉料 、 玻璃 制备中一种重要的 助溶剂 。

理化性质

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℃) 。

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 。

氧化锂与酸发生反应可生成锂盐。

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。

氧化锂可被硅、铝等金属还原为锂 单质 。

物理结构

固态氧化锂, 氟化钙 型结构,属 立方晶系 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。

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。

制备方法

粗略制法

1.可由 锂 在空气中燃烧直接制备氧化锂:

2.真空加热 过氧化锂 制备氧化锂:

3. 氢氧化锂 、 碳酸锂 热分解法制备氧化锂:

精密制法

1.将无水氢氧化锂用银箔包好放置于 盘中,在隔绝 二氧化碳 的环境下,利用 管式炉 进行 减压病 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。

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。

应用领域

金属热还原法制备锂

目前 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 。

1. 硅铁 热还原法

2.铝热还原法

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 电势 高) ,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。 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 。

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 ;

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 ;

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 ;

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 ,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 。

参考资料

  1. Lithium oxide Sigma-Aldrich 2023-06-03
  2. Lithium oxide PubChem COMPOUND SUMMARY 2023-06-03