二氢化镁,又名氢化镁,化学式MgH2,是一种白色结晶的化学物质。

目前,MgH2被广泛接受并采用的生成焓和生成熵分别为 -74.7 kJmolH2和-130 J K mol。如此高的生成焓,这就造成了MgH2具有较高的热力学稳定性。实验证实,MgH2在标准压力下,达到289 ℃才可以释放H2。MgH2在干燥空气中安全稳定,在通常的空气中,会慢慢地吸收空气中的水分而分解放出氢气,换言之,它就是氢气的缓释剂。这样,MgH2因其特殊性质用于开发含氢产品,有望广泛普及。

中文名

二氢化镁

外文名

Magnesium hydride

别名

氢化镁

化学式

MgH2

密度

1.45(g/mL, 25ºC)

熔点

400(分解);>250(ºC))

相对分子质量

26.33

相对密度

1.149(水=1)

CAS号

60616-74-2

理化性质

性状:四方晶系无色立方晶体,或灰白色粉末。

溶解性:溶于异丙胺。

燃爆危险:该品遇湿易燃,有毒,具强刺激性。

禁配物:酸类、酸酐、强氧化剂、水、醇类、卤素、氧。

MgH2的几种不同结构

化学性质

MgH2可以通过水解和热解两种方式来制备氢气。

氢化镁和水反应,生成氢气和氢氧化镁。

氢化镁在1个标准大气压下加热至289 ℃,会分解成镁和氢。

制备方法

MgH2最早在 1912 年被 Jolibois 等人热解(真空和 175 ℃)乙基碘化镁制得。1951年,研究者利用金属镁直接吸收氢气而制得了纯度为 68%的 MgH2。随后,该法的合成纯度被进一步提高到了97% ~ 98%。现在,主要采用在 300 ℃~ 400 ℃和 2.4 ~ 40 MPa 氢压下氢化金属镁或者金属有机合成。

主要用途

储运氢材料

对于氢化物储氢材料的研究,最早开始于美国Brookhaven国家实验室,后来随着机械合金化等合成方法的出现,揭开了广泛研究镁基储氢材料时代的序幕。

氢化镁(MgH2)由于储氢容量高(~7.6 wt%/~110 kg·m-3 )、储量丰富、价格低廉、质量轻和可逆性好,并且在干燥空气中非常稳定,运输很容易,被广泛认为是最具应用前景的储氢材料之一[3];相比较传统的高压气态储运氢技术,具有显著的安全优势,能够达到多方面的应用要求。

镁源动力采用粉末冶金结合气固反应法攻克该技术难题,在国内率先实现了镁基储氢材料的产业化,推动镁基储氢材料在储运氢系统和固定式电源、专业级无人机等的应用,并与加氢站建站企业合作进行镁基固态储氢车的研发。

水解产氢原材料

氢化镁水解在室温下就能进行,放氢量为15.2%(不把水计算在内),是热分解放氢量的2倍,是一种非常有潜力的产氢材料,被尝试用在健康饮料、沐浴剂、化妆品、医疗等方面。

研究表明,富氢水显著改善代谢综合征患者血脂水平,降低血浆总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)水平;富氢水显著降低代谢综合征患者血浆低密度脂蛋白(LDL)上的主要载脂蛋白ApoB-100水平;富氢水显著改善代谢综合征患者血浆HDL功能,包括抗氧化、抗粘附、抗凋亡和促进胆固醇逆向转运功能;富氢水改善代谢综合征患者高密度脂蛋白(HDL)的氧化程度和对内皮细胞的刺激作用。

生物医学领域应用

氢化镁与水反应可以生成H2和Mg(OH)2,可实现镁离子和氢气共补。

镁离子是生物体内多种酶系统的重要辅助因子,在人体新陈代谢中发挥着重要的生理功能。氢气具有抗氧化、抗炎症和抗细胞凋亡的生物效应,对人类常见的如心血管疾病、糖尿病、老年痴呆症、甚至肿瘤等70多种慢性疾病均具有良好的辅助治疗效果。

所以,MgH2在生物医学领域具有广阔的发展前景,值得临床医学和健康保健领域的重视。

农业领域的应用

氢化镁与水的反应除了产生氢气形成富氢水之外,还有Mg离子。

镁是植物生长所必须的中量营养元素,它不仅以叶绿素的组成成分对光合作用有重要影响,又是植物体内多种酶的活化剂。氢气可以调节植物激素的作用,提高植物的抗逆性,促进植物的营养吸收,改善土壤微生物群落结构,有利于植物生长发育。

取氢化镁、吲哚丁酸钾与膨润土以重量比10:0.0001:100的比例搅拌均匀,用造粒机制成直径3mm-10mm的颗粒,用包膜机器喷涂一层木蜡油,再撒一层粘土粉末或滑石粉,可制成氢化镁缓控释复合氢肥。研究表明,该氢化镁缓控释复合氢肥可应用于促进植物生根。

采用氢气缓控释肥颗粒可以提高植物抗逆性、调节植物生长发育,与其它化肥农药相比,具有无可比拟的优越性:

1. 成本低、用量少,有利于大规模推广应用;

2. 具有一肥多效或双重增效的的特点;

3. 无污染,基本无残留,环保效果好;

4. 应用范围广,可在旱地、水田大规模应用,也可以应用于温室大棚、无土栽培、盆栽、插花等领域。

注意事项

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。就医。

消防措施

危险特性:强还原剂。与氧化剂能发生强烈反应。化学反应活性较高,在潮湿空气中能自燃。遇水或酸发生反应放出氢气及热量,能引起燃烧。

有害燃烧产物:氧化镁、水。

灭火方法:消防人员须戴好防毒面具,在安全距离以外,在上风向灭火。灭火剂:干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水和泡沫灭火。

应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿全棉防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:用干燥的砂土或类似物质覆盖。使用无火花工具收。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。

处置储存

操作注意事项:密闭操作,提供充分的局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿胶布防毒衣,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与酸类、酸酐、氧化剂、醇类、卤素、氧接触。尤其要注意避免与水接触。在氮气中操作处置。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于干燥清洁的仓间内。相对湿度保持在75%以下。储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装必须密封,切勿受潮。应与酸类、酸酐、氧化剂、醇类、卤素、氧、食用化学品等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

个体防护

监测方法:火焰原子吸收光谱法;达旦黄比色法

工程控制:严加密闭,提供充分的局部排风。

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,必须佩戴防尘面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿胶布防毒衣。

手防护:戴橡胶手套。

其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

废弃处置

废弃处置方法:根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系,确定处置方法。

运输信息

包装方法:螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱。

运输注意事项:运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、氧化剂、醇类、活泼非金属、活泼非金属、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。中途停留时应远离火种、热源。运输用车、船必须干燥,并有良好的防雨设施。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。