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Numéro CAS : 1317-39-1
Poids moléculaire : 143,09
Numéro CE : 215-270-7
Numéro MDL : MFCD00010974
ID de la substance PubChem : 57651589
NACRES : NA.21
APPLICATIONS
Il existe de nombreuses applications de l'oxyde cuivreux car il existe plusieurs types et manières différents d'oxyde cuivreux.
Tous ces différents types sont produits après avoir traversé divers processus qui sont tous authentiques dans leur nature.
Leurs capacités dépendent toutes des propriétés que ces composés présentent et conduisent finalement aux différentes applications, qui sont toutes très uniques dans leur nature.
L'oxyde cuivreux est utilisé dans les produits suivants : engrais, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler, encres et toners, produits chimiques pour papier et colorants et polymères.
L'oxyde cuivreux est couramment utilisé comme pigment, fongicide et agent antisalissure pour les peintures marines.
Les diodes de redressement à base d'oxyde cuivreux ont été utilisées industriellement dès 1924, bien avant que le silicium ne devienne la norme.
L'oxyde de cuivre (I) est également responsable de la couleur rose dans un test de Benedict positif.
En décembre 2021, Toshiba a annoncé la création d'une cellule solaire à couche mince d'oxyde cuivreux transparent (Cu2O).
La cellule a atteint un rendement de conversion d'énergie de 8,4 %, le rendement le plus élevé jamais enregistré pour une cellule de ce type en 2021.
Les cellules pourraient être utilisées pour des applications de station de plate-forme à haute altitude et des véhicules électriques.
L'oxyde cuivreux est un élément très actif qui est utilisé pour fabriquer de nombreux produits pour de nombreuses applications commerciales différentes.
L'oxyde cuivreux, ou Cu2O, est un composé chimique utilisé à la fois dans l'industrie et dans les métiers du bâtiment en tant que réactif de très haute pureté, catalyseur et anticorrosif efficace.
L'oxyde cuivreux est particulièrement utilisé dans la fabrication et le contrôle des processus, ainsi que dans l'industrie de la construction.
L'oxyde cuivreux est également utilisé pour le traitement de l'eau, en particulier pour la purification de l'eau pour éliminer les particules dissoutes et dans la polymérisation de polymères spécifiques.
L'oxyde cuivreux est principalement utilisé comme catalyseur en métallurgie, un processus important pour la production de fer et d'acier.
Dans l'oxydation du fer, le catalyseur fonctionne comme un agent réducteur.
Dans la production de fer, le catalyseur fonctionne également comme agent réducteur.
L'oxyde cuivreux est utilisé dans de nombreuses applications, y compris la fabrication d'engrais, et est également utilisé comme additif alimentaire pour les animaux de ferme.
La pureté de l'oxyde cuivreux est si élevée qu'il est utilisé dans la fabrication de tubes à rayons cathodiques (appelés CRT ou simplement « tubes »), qui sont utilisés dans les téléviseurs et les écrans d'ordinateur.
L'oxyde cuivreux (également connu sous le nom d'oxyde de cuivre (II)) est utilisé comme pigment et ignifuge, et comme fondant pour la fusion des métaux.
L'oxyde cuivreux est un solide incolore, inodore et insipide, insoluble dans l'eau.
De plus, l'oxyde cuivreux est l'oxyde le plus largement utilisé dans les environnements industriels et domestiques.
L'oxyde cuivreux est formé par l'oxydation du cuivre métallique dans l'air à environ 1100–1300 °C.
L'oxyde cuivreux est un composé chimique, et parfois il est aussi appelé "chlorure d'oxyde cuivreux".
De plus, l'oxyde cuivreux est un solide cristallin incolore et inodore.
L'oxyde cuivreux, également connu sous le nom d'oxyde cuivrique, est un oxyde incolore, inodore et insipide du métal cuivreux.
L'oxyde cuivreux est un produit chimique commercial important utilisé dans le raffinage des métaux et est principalement produit comme sous-produit de la fusion du cuivre.
L'oxyde cuivreux a été la première substance connue à se comporter comme un semi-conducteur.
Les diodes de redressement basées sur ce matériau ont été utilisées industriellement dès 1924, bien avant que le silicium ne devienne la norme.
L'oxyde cuivreux montre quatre séries bien connues d'excitons avec des largeurs de résonance dans la gamme des neV.
Les polaritons associés sont également bien compris ; leur vitesse de groupe s'avère très faible, presque inférieure à la vitesse du son.
Cela signifie que la lumière se déplace presque aussi lentement que le son dans ce milieu.
Cela se traduit par des densités de polaritons élevées et des effets tels que la condensation de Bose-Einstein, l'effet Stark dynamique et les phonoritons ont été démontrés.
Une autre caractéristique extraordinaire des excitons à l'état fondamental est que tous les mécanismes primaires de diffusion sont connus quantitativement.
L'oxyde cuivreux a été la première substance pour laquelle un modèle entièrement sans paramètre d'élargissement de la largeur de raie d'absorption par la température a pu être établi, permettant de déduire le coefficient d'absorption correspondant.
On peut montrer en utilisant l'oxyde cuivreux que les relations de Kramers-Krönig ne s'appliquent pas aux polaritons.
L'oxyde cuivreux peut être utilisé :
-Comme précurseur pour préparer des nanoparticules, des nanocristaux et des points quantiques pour diverses applications.
-Pour catalyser la N-arylation des azoles dans des conditions aqueuses en utilisant un catalyseur de transfert de phase.
-Préparer des nanocomposites de cuivre à base d'oxyde de graphène réduit applicables comme capteur pour la détection de la dopamine.
-Comme précurseur de cuivre pour préparer des matériaux composites à base de nanoparticules de Cu2O-TiO2 avec des géopolymères d'aluminosilicate applicables dans l'élimination des polluants organiques de l'eau.
Applications d'oxyde cuivreux :
-Revêtements anti-salissures
-Complément minéral pour l'alimentation des animaux
-Colorant pour porcelaine, émaux et verre
-Catalyseur
-Pâtes à braser
-Engrais foliaire agricole
-Fongicide agricole et traitement des semences
L'oxyde cuivreux (Cu2O) est un matériau attrayant pour les applications d'énergie solaire, mais sa photoconductivité est limitée par la recombinaison des porteurs minoritaires causée par des états de pièges à défauts natifs.
L'oxyde cuivreux est un semi-conducteur de type p à bande interdite étroite (1,8–2,2 eV), abondant et bon marché.
Pour cette raison, l'oxyde cuivreux peut également absorber une partie substantielle du spectre solaire.
Ses positions de bande de conduction et de bande de valence sont théoriquement appropriées pour faciliter à la fois les réactions de réduction du CO2 et de séparation de l'eau.
L'oxyde cuivreux (Cu2O) peut être utilisé comme candidat potentiel dans la conversion de l'énergie solaire, les capteurs de gaz, le stockage magnétique et l'électronique.
OXYDE CUIVRÉ DANS LES PEINTURES
L'oxyde cuivreux est couramment utilisé comme pigment, fongicide et agent antisalissure pour les peintures marines.
Les diodes de redressement basées sur ce matériau ont été utilisées industriellement dès 1924, bien avant que le silicium ne devienne la norme.
L'oxyde cuivreux est également responsable de la couleur rose dans un test de Benedict positif.
L'oxyde cuivreux est utilisé comme pigment dans les émaux de porcelaine et les vitraux.
En verre opaque, il offre une couleur rouge brique brillante si des cristaux suffisamment gros sont utilisés.
Les cristaux plus petits donnent une couleur jaunâtre.
L'utilisation de l'oxyde cuivreux comme pigment dans les glaçures remonte à l'époque de l'Égypte ancienne.
De nombreuses peintures marines antisalissures contiennent de l'oxyde cuivreux.
Les peintures antisalissures sont des peintures qui empêchent la formation de balanes et d'autres organismes sur le fond d'un bateau.
L'oxyde cuivreux est également utilisé comme agent antifongique, une substance qui tue la moisissure, la rouille et d'autres types de champignons.
Les fongicides à base d'oxyde cuivreux sont couramment utilisés sur une variété de cultures susceptibles d'être attaquées par de tels organismes.
L'oxyde cuivreux agit en inhibant la croissance des spores fongiques (à partir desquelles de nouvelles plantes se développent) plutôt qu'en tuant les champignons matures.
Jusqu'à présent, les principales applications de l'oxyde cuivreux étaient dans les domaines de la conversion d'énergie et de l'environnement, en particulier les modèles chimiques, les capteurs et les catalyseurs.
Notre objectif principal dans cette section est sur les performances généralement améliorées et inhabituelles qui sont générées en adaptant les nanocomposites hybrides Cu2O et les facettes cristallines de Cu2O.
En outre, il y a une brève mise en évidence de la stratégie à facettes en oxyde cuivreux pour produire des architectures creuses bien définies.
Catalyseurs
-Photodégradation
Selon les applications pratiques, y compris la synthèse organique, la réduction du CO2, la séparation de l'eau et la dégradation des polluants, l'utilisation de la photocatalyse est divisée en quatre domaines principaux.
Tous ces domaines ont utilisé des photocatalyseurs à base d'oxyde cuivreux.
Il y a eu des démonstrations des photocatalyseurs d'oxyde cuivreux avec de grandes surfaces efficaces pour la dégradation photocatalytique des polluants en raison de la génération à long terme d'espèces oxydantes fortes sous irradiation solaire.
Cependant, en ce qui concerne les réactifs, ces espèces oxydantes sont moins sélectives, ce qui entraîne une mauvaise sélectivité du photocatalyseur.
Outre l'effet d'interface des nanostructures hybrides à base d'oxyde cuivreux, une plate-forme est offerte par l'adaptation des facettes cristallines pour améliorer la sélectivité dans laquelle l'adsorption-désorption des réactifs peut être affectée par les structures atomiques de surface et le potentiel redox de les trous et les électrons photogénérés peuvent être accordés par les structures électroniques correspondantes.
Séparation photoélectrochimique de l'eau
L'énergie solaire peut être récupérée par les cellules solaires photoélectrochimiques (PEC) pour être convertie en hydrogène via la séparation de l'eau.
Un semi-conducteur d'oxyde cuivreux de type p présente un intérêt particulier pour la séparation de l'eau solaire PEC et la génération d'hydrogène en raison de ses caractéristiques uniques, comme une bande interdite directe de 2,0 ~ 2,2 eV pour des positions de bande d'énergie favorables, une bonne mobilité des porteurs et une absorption de la lumière visible. pour la séparation de l'eau PEC, avec la bande de conduction située à +0,7 V en dessous du potentiel de dégagement d'hydrogène.
Il y a eu des rapports d'un photocourant théoriquement estimé de -14,7 mAcm-2 avec une efficacité correspondante de 18% pour la conversion de la lumière en hydrogène.
Récemment, il y a eu une exploration d'un seul photocatalyseur d'oxyde cuivreux pour la production d'hydrogène et la séparation de l'eau par l'énergie solaire.
La stabilité de l'oxyde cuivreux dépend de sa morphologie dans une certaine mesure dans laquelle la stabilité est améliorée par le retrait rapide du support photogénéré de la surface de la photocathode.
Décomposition
Cependant, les photocatalyseurs d'oxyde cuivreux peuvent décomposer l'eau dans l'eau distillée en oxygène et en hydrogène sous irradiation de lumière visible, mais c'est très différent de la réaction photochimique dans un électrolyte aqueux sur les électrodes polarisées d'oxyde cuivreux.
Comme les potentiels redox pour l'oxydation et la réduction de l'oxyde cuivreux monovalent se situent dans la bande interdite, l'utilisation de l'oxyde cuivreux pour la réduction de l'eau en tant que photocathode est l'instabilité de l'électrolyte sous illumination, limitant leurs applications dans la production d'énergie solaire.
Ainsi, l'oxyde cuivreux peut être un matériau prometteur en conjonction avec un système redox approprié en tant que photoélectrode de type p dans une cellule photovoltaïque électrochimique.
Par conséquent, la stabilisation de la surface des photoélectrodes en oxyde cuivreux nécessite l'utilisation d'un revêtement conforme.
Photo-réduction du dioxyde de carbone
Nous pouvons satisfaire les besoins croissants d'énergie propre par la réduction photochimique du dioxyde de carbone (CO2) en produits chimiques ou carburants à valeur ajoutée.
Selon des découvertes récentes, l'oxyde cuivreux est une option appropriée de photocatalyseur pour la photo-réduction du dioxyde de carbone entraînée par la lumière visible.
L'observation de l'influence de la facette de l'oxyde cuivreux sur la photo-réduction du CO2 était extrêmement intéressante et selon les résultats, par rapport aux octaédriques, une activité plus élevée a été affichée par le Cu2O agrégé cuboïde.
Par rapport aux réseaux de nanoceintures d'oxyde cuivreux dans la réduction du CO2, l'oxyde cuivreux de type p de type pierre possède une activité plus élevée à la fois dans les systèmes photoélectrochimiques et électrochimiques.
Cependant, des investigations détaillées sont toujours nécessaires pour découvrir les principes soulignés de la performance anormale de photo-réduction du CO2 dépendante des facettes.
Amélioration
Les nanostructures à base d'oxyde cuivreux peuvent améliorer considérablement l'efficacité de conversion du dioxyde de carbone.
Par exemple, sous la lumière solaire, la réduction photoélectrochimique du dioxyde de carbone peut être améliorée par l'oxyde cuivreux qui est ancré sur l'électrode de surface en Cu.
Par rapport à l'efficacité de conversion du dioxyde de carbone sur l'électrode Cu/Cu2O (type n) avec la même morphologie que le type p, l'efficacité de conversion sur l'électrode Cu/Cu2O (type p) est bien plus élevée.
Le dépôt de nanoparticules RuOx sur l'oxyde cuivreux a conduit à un rendement multiplié par deux d'électrons à longue durée de vie, ce qui aboutit à l'amélioration de la photo-réduction par la lumière visible du dioxyde de carbone.
Une activité photocatalytique améliorée pour la réduction du dioxyde de carbone en méthanol peut être affichée par les réseaux de nanotubes à hétérostructure Cu2O/TiO2 qui sont fabriqués par un procédé d'électrodéposition.
Plus de sites actifs de photo-réaction peuvent être fournis par la nano-jonction poreuse Cu2O/TiO2 et ils peuvent également aider à l'absorption du CO2.
Capteurs de gaz
Au cours des dernières décennies, il y a eu un grand nombre d'enquêtes sur les matériaux de détection de gaz pour détecter le gaz ciblé, ce qui implique les domaines de la santé humaine, de la sécurité publique, de la protection de l'environnement et de l'industrie chimique.
Une quantité appropriée d'eau désionisée a été mélangée avec le matériau de détection de gaz tel que testé, et la pâte mentionnée ci-dessus a été déposée avec deux électrodes sur un tube en céramique.
Ensuite, un capteur de gaz à chauffage indirect a été fabriqué en plaçant un élément chauffant câblé au centre du tube en céramique.
Le courant de chauffage du système de chauffage à détection de gaz a été ajusté pour obtenir les différentes températures de fonctionnement du capteur.
Enfin, après un vieillissement avec une tension stable à un courant relatif particulier pendant une longue période, la détection de gaz a été réalisée.
Autres applications
Jusqu'à présent, les cristaux d'oxyde cuivreux étaient principalement utilisés dans les domaines de la matrice chimique, de la matrice de capteur et du photocatalyseur.
Bien que, dans des applications telles que les mémoires de commutation résistives métal-isolant-métal, les supercondensateurs, les batteries sodium-ion, les batteries lithium-ion, la conversion de l'énergie solaire et l'activité antibactérienne, les cristaux d'oxyde cuivreux avec des architectures sur mesure revêtent une importance.
Ainsi, afin de promouvoir les applications ci-dessus, il est nécessaire d'adapter l'indice de facettes des cristaux d'oxyde cuivreux pour former des surfaces réactives particulières.
Par exemple, il y a eu des démonstrations des activités antibactériennes dépendantes de la morphologie par Wang et ses collègues.
Selon les résultats, par rapport aux cubiques qui doivent aux différents arrangements atomiques de la surface exposée, une activité plus élevée dans la destruction d'E. coli était possédée par l'oxyde cuivreux octaédrique.
Effets bactériostatiques
De plus, des effets bactériostatiques évidents sont montrés par l'oxyde cuivreux qui sont principalement déterminés par leurs morphologies.
Par exemple, selon les découvertes de Guo et ses collègues, par rapport aux nanocristaux cubiques, les nanocristaux d'oxyde cuivreux octaédriques produisent plus d'espèces réactives de l'oxygène et un taux d'immobilisation plus élevé, suggérant que différents effets de toxicité sont causés aux cladocères par deux nanocristaux morphologiques en raison de leur dissemblances dans les activités de surface spécifiques.
Il y a eu des études sur les caractéristiques de lithiation électrochimique de divers oxydes cuivreux polyédriques comme anodes pour les batteries lithium-ion.
On s'attend à ce que l'utilisation de l'oxyde cuivreux avec des architectures sur mesure dans ces applications se traduise par certaines caractéristiques attendues.
Bien que l'application de cristaux d'oxyde cuivreux dans tous les domaines mentionnés ci-dessus soit toujours en cours.
LA DESCRIPTION
L'oxyde de cuivre (I) ou oxyde cuivreux est le composé inorganique de formule Cu2O.
L'oxyde cuivreux est l'un des principaux oxydes de cuivre, l'autre étant l'oxyde de cuivre (II) ou l'oxyde cuivrique (CuO).
Ce solide de couleur rouge est un composant de certaines peintures antisalissures.
L'oxyde cuivreux peut apparaître jaune ou rouge, selon la taille des particules.
L'oxyde cuivreux se trouve sous la forme de cuprite minérale rougeâtre.
L'oxyde cuivreux est une base inorganique faible qui peut être utilisée pour activer les halogénures pour la réaction de substitution nucléophile.
De plus, l'oxyde cuivreux est utilisé dans les réactions de décarboxylation et de cyclocondensation.
L'oxyde cuivreux, un matériau cristallin rouge, peut être produit par des méthodes électrolytiques ou au four.
De plus, l'oxyde cuivreux est facilement réduit par l'hydrogène, le monoxyde de carbone, le charbon de bois ou le fer en cuivre métallique.
L'oxyde cuivreux donne une couleur rouge au verre et est utilisé pour les peintures antisalissures.
L'oxyde cuivreux est soluble dans les acides minéraux pour former des sels cuivreux incolores, dont la plupart s'oxydent rapidement à l'état cuivrique.
L'oxyde cuivreux est également connu sous le nom d'oxyde de cuivre, qui est essentiellement un composé inorganique comprenant du cuivre et de l'oxygène.
L'oxyde cuivreux possède d'excellentes propriétés qui lui permettent de surpasser de nombreux composés de cuivre.
Ils ont également des propriétés semi-conductrices qui leur permettent de posséder leurs applications connexes.
Avec Cu2O comme formule, l'oxyde cuivreux ou l'oxyde de cuivre (I) est le composé inorganique.
L'un des principaux oxydes de cuivre est appelé oxyde de cuivre (I) ou oxyde cuivreux, l'autre étant l'oxyde cuivrique (CuO) ou oxyde de cuivre (II).
L'oxyde cuivreux est une couleur rouge solide et c'est un composant de certaines des peintures antisalissures.
La couleur de l'oxyde cuivreux peut être rouge ou jaune, elle est déterminée par la taille des particules.
On peut trouver de l'oxyde cuivreux sous forme de cuprite qui est un minéral rougeâtre.
L'oxyde de cuivre (I) est également appelé oxyde cuivreux, un composé inorganique de formule chimique Cu2O.
L'oxyde cuivreux est de nature covalente.
De plus, l'oxyde cuivreux cristallise dans une structure cubique.
L'oxyde cuivreux est facilement réduit par l'hydrogène lorsqu'il est chauffé.
Il subit une disproportionation dans des solutions acides produisant des ions cuivre (II) et du cuivre.
Lorsque l'oxyde cuivrique est doucement chauffé avec du cuivre métallique, il se transforme en oxyde cuivreux.
L'oxyde cuivreux agit comme une bonne résistance à la corrosion, en raison des réactions en surface entre le cuivre et l'oxygène de l'air pour donner une fine couche d'oxyde protectrice.
Le nom « cuprite » de l'oxyde cuivreux Cu2O vient du latin « cuprum », signifiant cuivre.
Les anciens mineurs l'appelaient « cuivre rubis ».
Le minerai de cuprite a été un minerai majeur de cuivre et est toujours exploité dans de nombreux endroits à travers le monde.
De tous les minerais de cuivre, à l'exception du cuivre natif, la cuprite donne le plus grand rendement en cuivre par molécule puisqu'il n'y a qu'un seul atome d'oxygène pour deux atomes de cuivre.
En tant que spécimen minéral, la cuprite montre de beaux exemples de formes cristallines cubiques bien développées.
Les habitudes cristallines incluent le cube, l'octaèdre, le dodécaèdre et des combinaisons de ces formes.
La couleur de l'oxyde cuivreux va du rouge au rouge profond qui peut apparaître presque noir. Les cristaux sombres montrent des réflexions internes du vrai rouge profond à l'intérieur du cristal presque noir.
D'autres variétés, telles que la chalcotrichite, forment de longs cristaux en forme d'aiguilles qui ont une belle couleur rouge et un éclat spécial qui en font des spécimens de vitrine populaires.
La cuprite (ou oxyde cuivreux) est le matériau le plus ancien de l'électronique semi-conductrice (Brattain 1951).
L'oxyde cuivreux a fait l'objet de nombreuses études théoriques et expérimentales, mais ses structures électroniques et atomiques continuent d'intriguer les chercheurs.
De nouvelles applications de l'oxyde cuivreux dans la nanoélectronique, la spintronique et le photovoltaïque émergent.
Cependant, notre intérêt actuel pour ce matériau est motivé par le fait que l'oxyde cuivreux est un produit de corrosion courant du cuivre.
Comprendre l'oxyde cuivreux aux niveaux de la structure électronique et atomique peut être utile pour prédire et contrôler le comportement à la corrosion du cuivre.
L'oxyde cuivreux (Cu2O) est un photocatalyseur avec de graves problèmes de photocorrosion.
Théoriquement, l'oxyde cuivreux peut subir à la fois une auto-oxydation (pour former de l'oxyde de cuivre (CuO)) et une auto-réduction (pour former du cuivre métallique (Cu)) lors de l'illumination à l'aide de charges photoexcitées.
Il existe cependant une compréhension expérimentale limitée de la voie de photocorrosion "dominante".
Les deux modes de photocorrosion peuvent être régulés en adaptant les conditions des réactions photocatalytiques.
L'oxyde cuivreux est un composé qui se forme dans les bonnes circonstances dans la nature.
L'oxyde cuivreux est une couleur orange rougeâtre qui est utilisée dans les photocellules, les diodes laser, les thermomètres, la peinture phosphorescente, les générateurs thermoélectriques et les systèmes de purification de l'air, pour n'en nommer que quelques-uns.
L'oxyde cuivreux est un solide qui est fabriqué par la réaction de sodium fondu et d'oxygène dans une procédure connue sous le nom de production d'oxyde cuivreux.
En outre, l'oxyde cuivreux est souvent utilisé comme catalyseur pour la production d'autres produits chimiques.
L'oxyde cuivreux est utilisé dans la fabrication de chlorure de zinc, de chlorure ferreux et autres.
Et l'oxyde cuivreux est utilisé comme absorbeur d'UV dans les produits de traitement de surface.
L'oxyde cuivreux est un composé de cuivre et d'oxygène.
L'oxyde cuivreux est utilisé dans un certain nombre d'applications, y compris un certain nombre de composés différents qui sont utilisés comme catalyseurs dans diverses réactions, notamment : Oxyde nitrique Oxydation de l'ammoniac en nitrate dans les catalyseurs atmosphériques (par exemple dans la fabrication d'engrais azotés) Oxydes d'azote utilisés dans la fabrication d'explosifs.
L'oxyde cuivreux (également appelé oxyde cuivreux ou oxyde de cadmium) est un composé chimique utilisé pour fabriquer des piles et du plastique.
De plus, l'oxyde cuivreux est un solide blanc, incolore et inodore. L'oxyde cuivreux est l'un des oxydes les plus couramment utilisés dans les batteries, représentant 9% à 15% de toutes les batteries.
L'oxyde cuivreux est également utilisé dans la production de métaux, le bâtiment et la construction, ainsi que dans la production de plastiques et d'autres composés organiques.
L'oxyde cuivreux est un composant de certaines peintures et est utilisé comme oxydant dans un certain nombre de procédés de placage de métaux.
L'oxyde cuivreux est connu depuis des centaines d'années.
En fait, l'oxyde cuivreux a été l'une des premières substances utilisées pour fabriquer du laiton (cuivre avec un peu de zinc ajouté).
La première découverte d'oxyde cuivreux pur a été faite dans les années 1600 par un scientifique suédois, Johan Gadolin, qui cherchait un matériau pouvant être utilisé pour fabriquer de la poudre à canon.
Le premier oxyde cuivreux synthétique a été fabriqué en 1882 par un chimiste allemand, Friedrich Wöhler, qui essayait de fabriquer un colorant.
La première chose à considérer est la source de l'oxyde cuivreux.
L'oxyde cuivreux est une poudre blanche très pure et très stable.
L'oxyde cuivreux est répertorié comme un déchet dangereux aux États-Unis, mais des pays comme la Chine, le Japon et le Royaume-Uni (entre autres) produisent toujours le produit chimique et le vendent aux États-Unis pour une utilisation dans diverses industries.
L'oxyde de cuivre (I) ou oxyde cuivreux (Cu2O) est un oxyde de cuivre.
De plus, l'oxyde cuivreux est insoluble dans l'eau et les solvants organiques.
L'oxyde cuivreux se dissout dans une solution concentrée d'ammoniaque pour former le complexe incolore[Cu(NH3)2]+, qui s'oxyde facilement dans l'air en bleu[Cu(NH3)4(H2O)2]2+.
L'oxyde cuivreux se dissout dans l'acide chlorhydrique pour former du HCuCl2 (un complexe de CuCl), tandis que l'acide sulfurique dilué et l'acide nitrique produisent respectivement du sulfate de cuivre(II) et du nitrate de cuivre(II).
L'oxyde cuivreux se trouve sous forme de cuprite minérale dans certaines roches de couleur rouge.
Lorsque l'oxyde cuivreux est exposé à l'oxygène, le cuivre s'oxyde naturellement en oxyde de cuivre (I), mais cela prend de longues périodes de temps.
La formation artificielle est généralement réalisée à haute température ou à haute pression d'oxygène.
Avec un chauffage supplémentaire, l'oxyde de cuivre (I) formera de l'oxyde de cuivre (II).
La formation d'oxyde cuivreux est à la base du test de Fehling et du test de Benedict pour les sucres réducteurs qui réduisent une solution alcaline d'un sel de cuivre (II) et donnent un précipité d'oxyde cuivreux.
L'oxyde cuivreux se forme sur les pièces en cuivre argenté exposées à l'humidité lorsque la couche d'argent est poreuse ou endommagée ; ce type de corrosion est connu sous le nom de peste rouge.
PRÉPARATION
L'oxyde cuivreux peut être produit par plusieurs méthodes.
Plus simplement, l'oxyde cuivreux provient de l'oxydation du cuivre métallique :
4 Cu + O2 → 2 Cu2O
Des additifs tels que l'eau et les acides affectent la vitesse de ce processus ainsi que la poursuite de l'oxydation en oxydes de cuivre (II).
Il est également produit commercialement par réduction de solutions de cuivre (II) avec du dioxyde de soufre.
Stratégies de base pour synthétiser des cristaux d'oxyde de cuivre à facettes
De nombreuses méthodes synthétiques telles que la technique d'irradiation, la pulvérisation cathodique, l'électrodéposition et la voie de chimie humide comme la synthèse solvothermique, la synthèse hydrothermique et la réduction de liquide peuvent être utilisées pour préparer des micro-/nanocristaux de Cu2O à facettes.
La méthode la plus largement utilisée parmi celles-ci est la méthode de chimie humide pour manipuler les facettes d'exposition des cristaux d'oxyde cuivreux en raison de la capacité polyvalente d'adaptation des taux de croissance et de nucléation selon diverses orientations.
La loi de Gibbs-Wulff détermine théoriquement la forme d'équilibre du cristal.
Les facettes d'énergies de surface élevées réduiront généralement à partir de l'apparence finale ou disparaîtront dans des conditions d'équilibre, en particulier pour les facettes à haut indice. Cependant, dans des conditions réalistes, l'interaction entre la cinétique et la thermodynamique se traduit par les facettes exposées et les formes finales des cristaux.
Point de vue thermodynamique
Selon un point de vue thermodynamique, le besoin inhérent de réduire l'énergie de surface totale entraîne l'évolution de la forme du cristal au cours de son processus de croissance.
L'adsorption sélective facette spécifique du réactif de coiffage (y compris l'ion inorganique, la molécule d'impureté, le polymère et le tensioactif) dans un système en phase solution est une méthode efficace pour exposer diverses facettes et réduire l'énergie de surface, conduisant à l'apparition d'une construction Wulff hors équilibre .
Le rôle du réactif de coiffage dans l'adaptation de la morphologie du cristal offre une ligne directrice pour la conception rationnelle et la synthèse des micro-/nanocristaux d'oxyde cuivreux avec les caractéristiques de surface requises.
Capacité et sélectivité de l'agent de plafonnement
Fondamentalement, la distance entre deux atomes de Cu sous-coordonnés adjacents sur les facettes et/ou la densité des atomes de Cu sous-coordonnés contrôle la capacité et la sélectivité de l'agent de coiffage sur diverses facettes pour un cristal d'oxyde cuivreux.
Ainsi, le choix de l'agent de coiffage est important pour contrôler les facettes préservées des cristaux d'oxyde cuivreux.
C'est en raison de la diversité des agents de coiffage organiques qu'ils jouent un rôle majeur dans le contrôle de la forme des cristaux d'oxyde cuivreux.
Par exemple, le dodécylsulfate de sodium (SDS) et la poly(vinylpyrrolidone) (PVP) avec diverses charges, peuvent fonctionner comme agents de coiffage des facettes.
Formation de facettes cristallines
De plus, des ions inorganiques peuvent être utilisés comme agents de coiffage pour former les facettes cristallines spécifiques et il y a eu des rapports de succès ces dernières années.
De plus, les énergies de surface des facettes exposées sont déterminées par la sursaturation des espèces de croissance pendant la croissance cristalline en thermodynamique, fournissant un moyen général de produire les surfaces particulières à haute énergie.
Le contrôle des caractéristiques des espèces [Cu(OH)4] 2– permet d'obtenir facilement l'évolution de la forme de Cu2O, en particulier des architectures simples aux architectures complexes.
Évolution de la forme
Le taux de croissance des différentes facettes détermine de manière significative l'évolution de la forme du cristal au cours de sa nucléation et de sa croissance.
Les espèces de réducteurs sont réglées pour produire diverses architectures hors équilibre qui peuvent influencer de manière significative le mode de croissance et la nucléation.
Bien que divers facteurs compliqués soient toujours impliqués dans le contrôle cinétique, il existe toujours une relation peu claire entre le facteur cinétique et la structure des facettes.
Il y a eu une large utilisation d'une gravure chimique directionnelle basée sur l'anisotropie cristallographique dans la personnalisation des architectures d'oxyde cuivreux, et cela a fourni certains avantages spécifiques dans la formation d'oxyde cuivreux avec des structures atomiques de surface particulières.
Cristaux creux d'oxyde de cuivre
Étant un type d'architecture en perspective, des recherches approfondies ont été menées sur la nanostructure creuse en raison de sa bonne perméabilité de surface pour le transport de masse et de charge (gaz), son indice de réfraction, son coefficient de dilatation thermique, sa faible densité et sa grande surface.
Ainsi, c'est un défi d'ajuster avec précision le comportement de surface de la structure creuse et une valeur scientifique considérable est possédée par la compréhension complète du processus de croissance et des mécanismes de production.
Jusqu'à présent, de nombreux efforts ont été déployés pour la préparation de nombreuses architectures Cu2O creuses (par exemple, des sphères multi-coquilles, des cadres nanométriques et des nanocages) par divers mécanismes de croissance tels que la maturation d'Ostwald, la gravure oxydative et la transformation de précurseurs à l'état solide. (y compris CuO et CuCl).
Nature des cristaux
Lorsqu'ils sont en présence de diverses limites interparticulaires, les cristaux d'oxyde cuivreux creux synthétisés sont fondamentalement polycristallins.
Cependant, la cohérence structurelle et la connectivité électronique à longue portée sont tout aussi importantes pour améliorer à la fois la mobilité des électrons et la conductivité élevée.
L'intégration d'être des coquilles cristallines simples et creuses dans des cristaux d'oxyde cuivreux est donc la solution pour obtenir la demande mais c'est toujours un défi.
Par rapport aux modèles de croissance classiques, l'attachement orienté est différent, ce qui a généralement lieu avant le processus de maturation d'Ostwald pour créer une architecture creuse.
Par exemple, la production de sphères creuses d'oxyde cuivreux à coques multiples avec une coque monocristalline a été assistée par la vésicule multilamellaire et il y en a eu des démonstrations dans un système CuSO4/bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB)/AA/NaOH.
Cristaux d'oxyde cuivreux poreux
Une énorme attention a été attirée par les nanomatériaux poreux à pores contrôlables en raison de leur capacité à interagir avec les molécules, les ions et les atomes, mais pas seulement à la surface mais aussi à l'intérieur.
En ce sens, les meilleures performances de ces architectures sont observées dans les systèmes mésoporeux.
Jusqu'à présent, il y a eu une synthèse réussie des matériaux poreux d'oxyde cuivreux et leur applicabilité est principalement dans les domaines de l'adsorption des catalyseurs et des colorants.
Ainsi, il est toujours important de fabriquer et de concevoir de nouvelles nanostructures poreuses d'oxyde cuivreux avec de bonnes performances et des tailles de pores appropriées.
Initialement, les blocs de construction de petites nanoparticules s'agrègent pendant la croissance en phase de solution du cristal d'oxyde cuivreux, et les agrégats ont fréquemment évolué vers les architectures stables comparatives grâce à un mécanisme de maturation pour minimiser l'énergie globale du système de réaction, donc lorsque certains polymères ou molécules organiques sont introduits, il y a sont des chances de modifications des énergies de surface des blocs de construction.
Ainsi, un rôle majeur serait joué en adaptant les comportements d'agrégation des blocs de construction de nanoparticules dans le contrôle de la production des nanostructures poreuses d'oxyde cuivreux.
Méthode de modèle souple
Il y a eu une large utilisation de la méthode du modèle souple pour l'architecture des nanosphères d'oxyde cuivreux poreux.
Le groupe hydroxyle, par exemple, fonctionne comme un radical de coiffage et il peut également provoquer une modification de la manière d'agrégation des éléments constitutifs, entraînant la production de nanosphères poreuses désordonnées d'oxyde cuivreux.
Il y a eu des démonstrations de l'assemblage piloté par la β-cyclodextrine (β-CD) des nanosphères poreuses d'oxyde cuivreux.
Une architecture de type couronne-éther peut être générée sur la liaison de l'oxyde d'éthylène dans les segments poly(oxyde d'éthylène) (PEO) du copolymère tribloc en solution aqueuse avec les ions métalliques, et c'est le résultat d'interactions dipôle-ion entre l'oxyde d'éthylène l'électron de la paire isolée des liaisons et l'ion métallique.
Ainsi, les atomes de cuivre se joignent à un atome d'oxygène dans un groupe PEO hydrophile préférentiellement à l'aide de copolymères triblocs pour former des sphères mésoporeuses d'oxyde cuivreux à courte portée.
Nanostructures poreuses hautement ordonnées
Il convient de noter que les nanostructures poreuses hautement ordonnées possèdent des avantages significatifs en raison de leurs grandes surfaces car elles offrent des sites plus actifs pour les réseaux connectés tridimensionnels et une réaction catalytique pour le transfert de masse (comme les ions et les molécules) de l'extérieur vers l'intérieur pour accélérant la réaction chimique.
Cependant, le contrôle des formes de nanomatériaux poreux via l'auto-organisation assistée par un agent organique est plus compliqué que le contrôle des formes de matériaux poreux non ordonnés.
Par conséquent, le développement de nanostructures poreuses d'oxyde cuivreux non sphériques ordonnées reste un défi.
Films minces d'oxyde cuivreux
Un autre problème important pour étendre l'application dans la conversion d'énergie est le développement des couches minces d'oxyde cuivreux avec des architectures sur mesure.
Lors de la préparation de couches minces d'oxyde cuivreux, il faut nécessairement considérer ces deux points principaux.
Le premier est le contact intime entre les substrats et les films minces d'oxyde cuivreux pour permettre le transfert d'un porteur de charge d'interface lisse.
Deuxièmement, le réglage de l'orientation du bloc de construction dans le film pour maximiser les avantages.
Jusqu'à présent, il y a eu diverses applications de nombreuses méthodes de synthèse telles que l'oxydation anodique, la pulvérisation cathodique, l'électrodéposition, le dépôt chimique en phase vapeur et l'oxydation thermique pour préparer l'oxyde cuivreux.
Électrodéposition
L'électrodéposition fait partie des méthodes largement disponibles qui sont une méthode peu coûteuse et polyvalente pour fabriquer des films minces sur les substrats conducteurs, qui peuvent contrôler efficacement les formes, les tailles et les orientations des films électrodéposés en ajustant les conditions de la solution électrochimique (par exemple agent, solvant, espèce du substrat, valeur du pH, tension appliquée, température, concentration, etc.).
On peut facilement obtenir des films minces d'oxyde cuivreux avec une série de morphologies et d'orientations dendritiques symétriques, et une combinaison optimale de caractéristiques de transport de charge et de surfaces pourrait être obtenue, résultant en des applications dans la conversion de l'énergie solaire.
Répartition des blocs de construction
Une méthode électrodéposée améliorée a été utilisée par Zhai et ses collègues pour contrôler spécifiquement la distribution de l'orientation des blocs de construction dans les films minces d'oxyde cuivreux pour obtenir des films minces d'oxyde cuivreux orientés avec diverses caractéristiques à facettes et une cristallisation élevée en présence d'ions citriques à une valeur de pH relativement plus élevée et une température douce. Température.
RÉACTIONS
Les solutions aqueuses de chlorure cuivreux réagissent avec la base pour donner le même matériau.
Dans tous les cas, la couleur est très sensible aux détails procéduraux.
La formation d'oxyde cuivreux est à la base du test de Fehling et du test de Benedict pour la réduction des sucres.
Ces sucres réduisent une solution alcaline d'un sel de cuivre (II), donnant un précipité rouge vif d'oxyde cuivreux.
Il se forme sur les pièces en cuivre argenté exposées à l'humidité lorsque la couche d'argent est poreuse ou endommagée.
Ce type de corrosion est connu sous le nom de peste rouge.
Il existe peu de preuves pour l'hydroxyde de cuivre (I) CuOH, qui devrait subir rapidement une déshydratation.
Une situation similaire s'applique aux hydroxydes d'or (I) et d'argent (I).
PROPRIÉTÉS
Le solide d'oxyde cuivreux est diamagnétique.
En termes de sphères de coordination, les centres de cuivre sont 2-coordonnés et les oxydes sont tétraédriques.
La structure ressemble donc en quelque sorte aux principaux polymorphes de SiO2, et les deux structures présentent des réseaux interpénétrés.
L'oxyde cuivreux se dissout dans une solution concentrée d'ammoniac pour former le complexe incolore [Cu(NH3)2]+, qui s'oxyde facilement à l'air en bleu [Cu(NH3)4(H2O)2]2+. Il se dissout dans l'acide chlorhydrique pour donner des solutions de CuCl-2.
L'acide sulfurique dilué et l'acide nitrique produisent respectivement du sulfate de cuivre (II) et du nitrate de cuivre (II).
L'oxyde cuivreux se dégrade en oxyde de cuivre (II) dans l'air humide.
L'oxyde cuivreux cristallise dans une structure cubique avec une constante de réseau al = 4,2696 Å.
Les atomes de cuivre s'arrangent dans un sous-réseau fcc, les atomes d'oxygène dans un sous-réseau bcc.
Un sous-réseau est décalé d'un quart de la diagonale du corps.
Le groupe d'espace est Pn3m, qui comprend le groupe ponctuel à symétrie octaédrique complète.
Cu2O : oxyde de cuivre (I)
Densité : 6 g/cm³
Poids moléculaire/ Masse molaire : 143,09 g/mol
Point d'ébullition : 1 800 °C
Point de fusion : 1 232 °C
Formule chimique : Cu2O
-Propriétés des semi-conducteurs
Dans l'histoire de la physique des semi-conducteurs, l'oxyde cuivreux est l'un des matériaux les plus étudiés, et de nombreuses applications expérimentales des semi-conducteurs ont d'abord été démontrées dans ce matériau :
-Semi-conducteur
-Diodes semi-conducteurs
-Phonoritons ("une superposition cohérente d'exciton, de photon et de phonon")
Les excitons les plus bas de l'oxyde cuivreux ont une durée de vie extrêmement longue; des formes de raies d'absorption ont été démontrées avec des largeurs de raie neV, ce qui est la résonance d'exciton de masse la plus étroite jamais observée.
Les polaritons quadripolaires associés ont une faible vitesse de groupe se rapprochant de la vitesse du son.
Ainsi, la lumière se déplace presque aussi lentement que le son dans ce milieu, ce qui se traduit par des densités de polaritons élevées.
Une autre caractéristique inhabituelle des excitons à l'état fondamental est que tous les mécanismes de diffusion primaires sont connus quantitativement.
L'oxyde cuivreux a été la première substance pour laquelle un modèle entièrement sans paramètre d'élargissement de la largeur de raie d'absorption par la température a pu être établi, permettant de déduire le coefficient d'absorption correspondant.
On peut montrer en utilisant l'oxyde cuivreux que les relations de Kramers-Kronig ne s'appliquent pas aux polaritons.
STRUCTURE ÉLECTRONIQUE
Les bandes d'énergie électronique de l'oxyde cuivreux ont été largement étudiées principalement en raison de son spectre d'excitons inhabituel [la cuprite présente une longue série de transitions d'excitons, commençant par une raie interdite.
Il existe d'autres aspects de la structure électronique de la cuprite qui sont intéressants d'un point de vue théorique.
Par exemple, la symétrie non cubique de la coordination locale des cations Cu dans ce composé provoque un gradient de champ électrique non nul sur les noyaux Cu, une situation assez rare pour les structures cubiques (Marksteiner et al. 1986).
Étant donné que la structure cristalline de la cuprite combine une symétrie globale élevée avec une faible symétrie de coordination locale, elle a également été utilisée comme système de référence pour tester les codes informatiques pour les calculs de structure électronique.
SYNONYMES
Oxyde de cuivre (I)
oxyde de cuivre (I)
Oxyde de cuivre
Oxyde cuivreux
(cupriooxy)cuivre
029-002-00-X
Oxyde de Cuivre (I)
Oxyde de cuivre (I)
oxyde de cuivre (I)
Oxyde de cuivre (I)
Cuivre hydraté
hydrate de cuivre
hydrate de cuivre.
Oxyde de cuivre (Cu2O)
oxyde de cuivre (1)
Hémioxyde de cuivre
Cuivre nordox
Oxyde de cuivre
Oxyde de cuivre, rouge
Protoxyde de cuivre
Sous-oxyde de cuivre
bakar(I) oksid (hr)
bakrov (je) oksid (sl)
cuprooxyde (da)
Dibakrov oksid (hr)
dibakrov oksid (hr)
Dibakrov oksid (sl)
dibakrov oksid (sl)
Dioxyde de cuivre (non)
dikobberoksid (non)
dikobberoxyde (da)
Dikopéroxyde (nl)
dikopéroxyde (nl)
Dicopparoxyde (sv)
dikopparoxyde (sv)
Dikuparioksidi (fi)
Dikupferoxyde (de)
Diréz-oxyde (hu)
diréz-oxyde (hu)
divara oksīds (lv)
