検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Kinetic and Fourier transform infrared studies on the thermal decomposition of sodium hydride

NaHの熱分解に関する動力学的及びFTIRの研究

河口 宗道  

Kawaguchi, Munemichi

等温及び一定加熱のTG-DTA、並びに、500-700Kの温度範囲で焼成前後の水素化ナトリウム(NaH)のFTIR測定を行った。等温TGからはNaH熱分解速度の温度依存性が約620Kで変曲点を持つことが分かった。これは、2種類の拡散水素と不動水素の状態によって引き起こされていると考えられる。またNaHとナトリウム(Na)のFTIRスペクトルは873.4, 1010.4, 1049.5, 1125.7cm$$^{-1}$$で特定の信号が観察された。焼成前のNaHあるいはNaのFTIR信号の積分値は、550K未満あるいは698K以上で焼成した後のNaHの積分値と同程度だった。602-667Kで焼成したNaHのFTIR信号の積分値は焼成前のNaHとNaの中間値であり、これはNa-Na結合が十分に成長しておらず、水素が金属Na中に共存していることを示している。またNaHの熱分解後の反応速度を予測するために、2種類の拡散・不動水素状態を仮定した反応速度モデルを提案した。シミュレーション結果からは、不動水素から拡散水素への遷移速度が約620Kでクロスオーバーするため、それに応じた熱分解速度の温度依存性として620Kで変曲点が見られることを明らかにした。

Isothermal and constant heating thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA) and Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) measurements have been performed for pre- and post-fired sodium hydride (NaH) in the temperature range of 500-700 K, respectively. Temperature dependence of NaH thermal decomposition rates obtained by the isothermal TGs showed an inflection point at around 620 K, which was caused by two kinds of hydrogen states (rapid diffusing and immobile hydrogen). In the FTIR spectra for the NaH and sodium (Na), the specific signals were observed at around 873.4, 1010.4, 1049.5 and 1125.7 cm$$^{-1}$$, and the integrated values of FTIR signals for post-fired NaH at below 550K and at above 698 K were comparable to those for pre-fired NaH and Na, respectively. Those for post-fired NaH at 602-667 K were the intermediate values of the pre-fired NaH and Na, which denoted that the Na-Na bonds haven't grown sufficiently and the hydrogen coexisted in metallic Na. In order to predict the practical kinetics of NaH thermal decomposition reaction, we suggested the simple kinetics model which assumed two kinds of rapidly diffusing and immobile hydrogen states. The simulation results revealed the inflection point in temperature dependence of the thermal decomposition rates accordingly because the transition from immobile hydrogen to rapid diffusing hydrogen crosses over at around 620 K.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:0

分野:Chemistry, Physical

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.