Abstrakt
Tuhý roztok hydridoboritanu hořečnatého a manganatého byl studován in situ synchrotronovým zářením práškovou rentgenovou difrakcí a infračervenou spektroskopií. Kombinace termogravimetrie, hmotnostní a infračervené spektroskopie a atomové emisní spektroskopie byla použita k objasnění teplotní desorpce plynu čistého Mn(BH(4))(2) a tuhého roztoku o složení Mg(0.5)Mn(0.5)(BH(4))(2).
Mg(x)Mn((1-x))(BH(4))(2) (x = 0-0.8) zachovává trigonální strukturu Mn(BH(4))(2) při pokojové teplotě.Mangan je rozpouštěn v hexagonální struktuře alfa-Mg(BH(4))(2) s horní hranicí rozpustnosti nepřesahující 10 molárních procent za pokojové teploty. Existuje zde dvoufázová oblast trigonálního a hexagonálního borohydridu v rozmezí složení x = 0.8-0.9 za pokojové teploty.
Infračervená spektra vykazují rozštěpení různých vibračních módů, indikující přítomnost dvou kationtů v trigonálním Mg(x)Mn(1-x(BH(4))(2) tuhém roztoku a také přítomnost další fáze, hexagonální alfa-Mg(BH(4)) při vyšším obsahu hořčíku. Všechny vibrační frekvence jsou posunuty jsou posunuty k vyšším hodnotám se vzrůstajícím obsahem hořčíku.
Teplota rozkladu trigonálního Mg(x)Mn(1-x)(BH(4)(2) (x = 0-0.8) se významně nemění jako funkce obsahu manganu (433-453 K). Desorbovaný plyn obsahuje převážně vodík a 3-7.5 molárních procent diboranu B(2)H(6), což bylo zjištěno analýzou vzorků Mn(BH(4)((2) a Mg(0.5)Mn(0.5)(BH(4)(2))(2).
Eutektický bod mezi alfa-Mg(BH(4))(2) a LiBH(4) byl pozorován. Tuhý roztok Mg(x)Mn(1-x)(BH(4)(2) je slibný materiál pro skladování vodíku, protože se rozkládá při podobné teplotě jako Mn(BH(4))(2), t.j. při mnohem nižší teplotě nežli čistý Mg(BH(4))(2) bez významného snížení hmotnostní kapacity vodíku díky substituci manganu za hořčík do 80 molárních procent.
Otázky uvolnění diboranu a reversibility zůstávají nezodpovězeny.