氮化鋰使用注意事項(xiàng)

健康危害:遇水或潮氣產(chǎn)生有刺激性、腐蝕性的氨氣。對(duì)眼睛、粘膜和呼吸系統(tǒng)有腐蝕性和毒性。

燃爆危險(xiǎn):該品遇濕易燃，有毒，具腐蝕性，可致人體灼傷。

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

眼睛接觸:立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入:用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。

危險(xiǎn)特性:具有強(qiáng)還原性。遇水或水蒸氣反應(yīng)放出有毒和易燃的氣體。與酸類物質(zhì)能發(fā)生劇烈反應(yīng)。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。受高熱分解放出有毒的氣體。

有害燃燒產(chǎn)物:氮氧化物、氧化鋰。

滅火方法:消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上風(fēng)向滅火。

滅火劑:干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水和泡沫滅火。

工程控制:密閉操作，局部排風(fēng)。

呼吸系統(tǒng)防護(hù):空氣中粉塵濃度超標(biāo)時(shí)，必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，應(yīng)該佩戴空氣呼吸器。

眼睛防護(hù):戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù):穿橡膠防腐工作服。

手防護(hù):戴橡膠手套。

其他防護(hù):工作場所禁止吸煙、進(jìn)食和飲水，飯前要洗手。工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

氮化鋰是一種快離子導(dǎo)體且其電導(dǎo)率比其他無機(jī)的鋰鹽都高，已有許多研究是針對(duì)氮化鋰作為電池固體電極及陰極材枓的應(yīng)用。

以氮化鋰為基，制備了一系列鋰快離子導(dǎo)體。對(duì)它們的物相組成進(jìn)行分析鑒定，研究 它們的離子電導(dǎo)、分解電壓 、電導(dǎo)率等電化學(xué)性能并以此材料組裝了實(shí)驗(yàn)電池進(jìn)行了放電試驗(yàn)。研究表明:氮化鋰電基二元系 (Li3N一 LiCl) 已 形成 Li9N2Cl3 化合物，它的分解電壓達(dá)到 2.5V 以上，電導(dǎo)率在25℃時(shí)為1.3×10 Scm。

作為快離子導(dǎo)體材料應(yīng)具備有較高的分解電壓，較低的電子電導(dǎo)，較高的離子電導(dǎo)率和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。許多鋰的快離子導(dǎo)體具有上述特性，它可用來制造性能優(yōu)越的全固態(tài)電池，用作計(jì)算器、照相機(jī)閃光燈、電子表以及日益增多的電子設(shè)備和電子產(chǎn)品的電源;除此之外鋰離子導(dǎo)體還可用來制造特殊的離子器件;人們?cè)O(shè)想用鋰快離子導(dǎo)體材料建造大型儲(chǔ)(電)能堆 、 當(dāng)大城市深夜用電低峰期，多余的電可充入儲(chǔ)能站，當(dāng)用電高峰期又源源不斷地給電網(wǎng)送電。由于鋰快離子導(dǎo)體有著廣闊的應(yīng)用前景，引起了人們極大的興趣，并為尋找更好的鋰快離子導(dǎo)體開展了廣泛深入的研究工作。

Li3N分解電壓僅 0.44 V (25℃)，這樣它的實(shí)際應(yīng)用就受到了限制。因此對(duì) Li3N 的改造、合成 Li3N基二元、三元系列離子導(dǎo)體材料成為必要。一種改進(jìn)方法是:將研磨好的 Li3N 粉末與適量的無水 LiCl 粉末 (2 : 3 摩爾比 ) 混合均勻，在壓片機(jī)上壓片后裝入鎳舟，置 于合成裝置中，氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛，加熱至 600 ℃(90 分鐘)，得到灰白色的Li9N2Cl3 固體粉末。從電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究中發(fā)現(xiàn)，由 Li3N 加入 LiCl 制得的Li9N2Cl3 化合物分解電壓從0.4 V提高到2.5 V以上。

除用作固體電解質(zhì)外，氮化鋰還是六方氮化硼轉(zhuǎn)化為立方氮化硼的有效催化劑。

1987 年日本學(xué)者利用超高壓高溫條件下晶種法通過摻 Si 獲得了粒徑 2 mm、形狀不規(guī)則的 N-型 cBN 單晶體，然后又在該晶體表面二次高壓生長了摻Be 的 P-型 cBN 單晶體，最后通過切割研磨獲得了 cBN 同質(zhì) P-N 結(jié)。

國內(nèi)也有類似的合成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是在國產(chǎn) DS-029B 型六面頂壓機(jī)上完成的。為了研究觸媒/添加劑對(duì)高壓合成 cBN 樣品形 狀的影響，實(shí)驗(yàn)采用純度為 99%的 hBN 作初始原料, 以自制的氮化鋰 Li3N 、氫化鋰 LiH 為觸媒，以商業(yè) 99%純度的氨基鋰 LiNH2 為添加劑。實(shí)驗(yàn)前首先將六方氮化硼(hBN)在真空條件下保持 100 ℃烘干 12 h，以除去原料中吸附的水分和氣體，然后按一定比例將初始原料 hBN與 LiH、 Li3N、LiH +Li3N、LiH+LiNH2 、Li3N + LiNH2 均勻混合，并壓制成直徑 15.3 mm、高 6 mm 的 圓柱。實(shí)驗(yàn)中所用的 合成壓力為4.0~ 6.0 GPa，溫度 1400~ 1900 ℃、保溫時(shí) 間10~20min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后緩慢卸壓，取出樣品經(jīng)酸、堿處理，漂洗過濾后得到cBN 晶體。

除上述實(shí)驗(yàn)以外，以傳統(tǒng)的相變法為基礎(chǔ)，通過研究以氮化鋰為觸媒，六角氮化硼為原料，通過添加不同的添加劑合成立方氮化硼。借助X-光衍射技術(shù)、拉曼衍射技術(shù)等等對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行分析和表征，可以得到不同添加劑會(huì)對(duì)體系產(chǎn)生不同的影響。對(duì)氟化氨對(duì)氮化鋰和六角氮化硼體系合成立方氮化硼過程中的影響進(jìn)行分析，借助X-光衍射技術(shù)對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)氟化氨雖然會(huì)消耗觸媒氮化鋰，但是同時(shí)產(chǎn)生附加產(chǎn)物氨氣，它可以降低合成實(shí)驗(yàn)的壓力。分析氫化鋰對(duì)氮化鋰和六角氮化硼體系合成立方氮化硼過程中的影響，借助X-光衍射技術(shù)和拉曼衍射技術(shù)對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行分析，得到氫化鋰會(huì)和六方氮化硼反應(yīng)生成了觸媒氮化鋰、氨氣和單質(zhì)硼原子，單質(zhì)硼原子具有使晶體顏色變黑并抑制晶體沿(111)面生長的結(jié)果。

關(guān)于觸媒組裝對(duì)合成結(jié)果的影響可作如下討論:如果認(rèn)為立方氮化硼 的生成過程首先是在高溫高壓下觸媒向鄰近的六方氮化硼中擴(kuò)散反應(yīng)，生成某種中間化合物。后者可 以溶解余下的六方氮化硼而成為一種溶媒熔體，隨著溫度和壓力進(jìn)入立方氮化硼穩(wěn)定區(qū)，該熔體中被溶解的以單個(gè)或許更可能的是以某種集團(tuán)形式存在氮硼離子，由于濃度達(dá)到 過飽和，將按立方氮化硼的結(jié)構(gòu)結(jié)晶析出。隨著這些離子或者離子集團(tuán)通過溶媒熔體向析出的立方氮化硼晶體上不斷的 擴(kuò)散沉積，該晶體將不斷得到長大，直至過程停止為止。

有機(jī)發(fā)光器件(Organic Light-Emitting Device, OLED)具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、 視角寬、響應(yīng)速度快(<1 μs)、工作溫度范圍大(-45 ℃ ~ +85 ℃)以及可制作柔性襯底上、單位功耗小等優(yōu)點(diǎn)，因此被業(yè)界視為下一代的主流顯示和照明技術(shù)之一。各種新型有機(jī)半導(dǎo)體材料和新型有機(jī)器件結(jié)構(gòu)的應(yīng)用, 使 OLED 性能和產(chǎn)業(yè)化都取得了重大的進(jìn)步。

由于 OLED 中電子傳輸材料的最低未占軌道(Lower Unoccupied Molecular Orbital, LUMO)能級(jí)大概在 3eV 左右，因此對(duì)應(yīng)的有機(jī) n 摻雜劑材料不易找到，即便找到也往往在空氣中不穩(wěn)定，材料合成及器件制作時(shí)需要放置在保護(hù)性氣體中才可以。因此，有機(jī)半導(dǎo)體材料的n 型摻雜多采用無機(jī)摻雜劑材料，如金屬鋰、金屬銫被應(yīng)用于 OLED 的 n 型摻雜中, 之后的一些Li 和C s 的化合物材料也被用作n 摻雜劑使用，但是有機(jī)半導(dǎo)體材料的n 型摻雜的發(fā)展仍滯后于 P型摻雜, 因此尋找新的n 型摻雜劑材料，提高n 型摻雜效果的工作極為迫切。

采用氮化鋰( Li3N )作為 n 型摻雜劑摻入到電子傳輸材料tris(8-hydroxy quinoline) aluminium(Alq3)層中以提高OLED 器件的性能.已經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道 Li3N 作為電子注入層與陰極之間的緩沖層可以提高器件的性能。在蒸鍍過程中，Li3N 分解為 Li 和 N2，只有 Li 可以沉積在器件，N2對(duì)器件性能也沒有不良的影響。實(shí)驗(yàn)表明經(jīng) Li3N 摻雜的 Alq3 層作為電子注入層，應(yīng)用于 OLED 中可以有效的高OLED 的效率，并且能降低器件的工作電壓。

氮化鋰的制備可直接將元素氮和鋰直接反應(yīng)而成，通常是將鋰在純氮?dú)庵腥紵频?，無論是在實(shí)驗(yàn)室還是在工業(yè)上，這種方法都是制備氮化鋰最常用的方法。除此之外，也可將氮?dú)馔ㄈ肴芙庥薪饘黉嚨囊簯B(tài)鈉中，后者制備出的氮化鋰純度較高。

該方法是在高溫下用金屬鋰和純凈的氮?dú)庵苯臃磻?yīng)，制得的產(chǎn)品純度可達(dá)95%~99%。

制備裝置:

1-氮?dú)馄?2-冷卻管;3-電爐;4-橡膠塞;

G-反應(yīng)管;J-U形管;K-倒流瓶;

L-洗氣瓶;M-玻璃旋塞

將氮?dú)馔ㄟ^裝有五氧化二磷的U形管和赤熱銅屑的石英管，以充分脫氧。然后使氮?dú)馔ㄟ^氫氧化鉀干燥管和濃硫酸的洗氣瓶，進(jìn)一步除去水分。反應(yīng)管是長90cm、內(nèi)徑為5cm的鐵管，管內(nèi)裝有一個(gè)小鐵盤和一個(gè)大鐵盤。管外有電阻絲加熱并有熱電偶測量溫度。

首先，將氮?dú)馔ㄈ敕磻?yīng)管(注意:準(zhǔn)備反應(yīng)、進(jìn)行反應(yīng)和反應(yīng)結(jié)束始終是在氮?dú)庵?。逐步升溫至200℃，目的是驅(qū)趕反應(yīng)管內(nèi)的空氣和水分。待反應(yīng)管冷卻，在小盤中加入一粒新切的0.5cm大小的鋰粒，用來脫氧脫水。在大盤中加入10~12粒同樣大小的鋰粒作為反應(yīng)物。通氣1h后緩慢升溫至450℃。反應(yīng)結(jié)束后，緩慢打開旋塞，逐漸降低氮?dú)獾膲毫?。待反?yīng)管冷卻至室溫，取出氮化鋰產(chǎn)物。

該方法是用氧化鋯坩堝作容器，在800℃高溫下進(jìn)行反應(yīng)，可得到氮化鋰結(jié)晶。

制備裝置:

a-氧化鋯坩堝;b-鐵制坩堝;c-瓷管;d-反應(yīng)儀器

a為表面涂了一層熔融氟化鋰(熔點(diǎn)840℃)的氧化鋯坩堝，將a放在鐵制保護(hù)坩堝b中，然后將兩者一并放入耐高溫的瓷管c中。用玻璃蓋將瓷管蓋好，并密封。玻璃蓋聯(lián)接三通活塞，可抽真空或通入氣體。玻璃蓋與瓷管密封處的外圍有蛇形管可通冷卻水。

在通氬氣的操作箱內(nèi)將鋰的表面刮凈，切成小塊，在氬氣的保護(hù)下，裝進(jìn)坩堝a。將瓷管密封后，抽真空，通氮?dú)猓磸?fù)操作多次。如欲制得較大的氮化鋰晶體可在400℃時(shí)開始氮化，并以20%(體積分?jǐn)?shù))的高純氬氣稀釋純凈并干燥的氮?dú)猓缓笾饾u升溫至800℃，可得氮化鋰。