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blödite-kröhnkite 家族的双硫酸盐 Na2M2+(SO4)2·nH2O (M = Mg, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, n = 2 or 4) 的热力学
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-12-23 , DOI: 10.1039/d0ra09501j Juraj Majzlan 1 , Delyana Marinova 2 , Edgar Dachs 3
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-12-23 , DOI: 10.1039/d0ra09501j Juraj Majzlan 1 , Delyana Marinova 2 , Edgar Dachs 3
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具有通式 Na 2 M 2+ (SO 4 ) 2 · n H 2 O (M = Mg, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, n = 2 or 4)的双硫酸盐被认为是电极材料在钠基电池中或作为此类材料的前体。这些硫酸盐在结构上属于 blödite ( n = 4) 和 kröhnkite ( n = 2) 家族，本研究中考虑的 M 阳离子是 Mg、Mn、Co、Ni、Cu、Zn。使用量热法的组合，我们测量了这些相的形成焓和熵，计算了它们的吉布斯自由能（Δ f G°) 的形成并评估它们对 Na 2 SO 4、简单硫酸盐 MSO 4 · x H 2 O 和液态水（如果合适）的稳定性。Δ f G °值（所有数据以kJ mol -1为单位）为： Na 2 Ni(SO 4 ) 2 ·4H 2 O：-3032.4 ± 1.9，Na 2 Mg(SO 4 ) 2 ·4H 2 O：-3432.3 ± 1.7，Na 2 Co(SO 4 ) 2 ·4H 2 O：-3034.4 ± 1.9，Na 2 Zn(SO 4 )2 ·4H 2 O：-3132.6±1.9、Na 2 Mn(SO 4 ) 2 ·2H 2 O：-2727.3±1.8。这些数据允许就Na 2 SO 4、MSO 4 · m H 2 O 和H 2 O(l)评估这些相的稳定性Na 2 Ni(SO 4 ) 2 ·4H 2 O相对于Na 2 SO 4、NiSO 4和H 2 O(l)稳定了相当多的≈50 kJ mol -1而Na 2 Mn(SO4 ) 2 ·2H 2 O相对于Na 2 SO 4、MnSO 4和H 2 O(l)仅稳定≈25kJ mol -1。其他 blödite-kröhnkite 相的值介于两者之间。当考虑较高水合物的稳定性时，稳定性裕度降低；例如，Na 2 Ni(SO 4 ) 2 ·4H 2 O相对于Na 2 SO 4、NiSO 4 ·4H 2 O和H 2 O(l)仍然是稳定的，但只有≈20 kJ mol -1. 在所研究的相和考虑的化学反应中，Na-Ni 相是最稳定的相，而 Na-Mn、Na-Co 和 Na-Cu 相的稳定性较低。
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更新日期：2020-12-23
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