Bakır oksit, CU2O formülüne sahip inorganik bileşiktir.
Bakır oksit, bakırın ana oksitlerinden biridir, diğeri bakır (II) oksit veya bakır oksittir (CuO).
Bakır oksit, parçacıkların boyutuna bağlı olarak sarı veya kırmızı görünebilir.
Bakır oksit, mineral bakır olarak bulunur.
Bakır oksit, bazı zehirli boyaların bir bileşenidir ve bazıları yarı iletken olarak özelliğini kullanan başka uygulamalara da sahiptir.
CAS Numarası: 1317-39-1
AB Numarası: 215-270-7
IUPAC Adı: bakır (1+) oksijen(2-)
Kimyasal Formül: Cu2O
Diğer isimler: T8BEA5064F, DTXSID0034489, CHEBI:81908, MGK-83538, Gül Bakır, RefChem:54907, DTXCID401324398, 215-270-7, CI 77402, Bakır Oksit, bakır(1+);oksijen(2-), Cu2O, dikuprous;oksijen(2-), bakır(1+) oksitleyici, bakır(I) oksit (bakır), BAKIR OKSİT [MI], SCHEMBL2710, KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N, bakır (I) OKSİT [HSDB], bakır OKSİT (CU(ALT 2)O), AKOS015915954, AKOS025243522, C18714, F095805, Q407709, 1308-76-5
uygulamalar
Bakır oksidin var olduğu birkaç farklı tip ve yol olduğundan, bakır oksidin birçok uygulaması vardır.
Tüm bu farklı türler, doğası gereği özgün olan çeşitli süreçlerden geçtikten sonra üretilir.
Yeteneklerinin tümü, bu bileşiklerin sergilediği özelliklere bağlıdır ve sonunda, tümü doğası gereği oldukça benzersiz olan farklı uygulamalara yol açar.
Bakır oksit aşağıdaki ürünlerde kullanılır: gübreler, dolgu maddeleri, macunlar, sıvalar, modelleme kili, mürekkepler ve tonerler, kağıt kimyasalları ve boyalar ve polimerler.
Bakır oksit, deniz boyaları için yaygın olarak pigment, mantar ilacı ve zehirli madde olarak kullanılır.
Bakır okside dayalı doğrultucu diyotlar, silikonun standart hale gelmesinden çok önce, 1924 gibi erken bir tarihte endüstriyel olarak kullanılmıştır.
Pozitif bir Benedict testinde pembe renkten bakır (I) oksit de sorumludur.
Aralık 2021'de Toshiba, şeffaf bir bakır oksit (Cu2O) ince film güneş pili oluşturulduğunu duyurdu.
Hücre, 2021 itibariyle bu türdeki herhangi bir hücre için şimdiye kadar bildirilen en yüksek verimlilik olan %8,4'lük bir enerji dönüşüm verimliliği elde etti.
Hücreler, yüksek irtifa platform istasyonu uygulamaları ve elektrikli araçlar için kullanılabilir.
Bakır oksit, birçok farklı ticari uygulama için birçok ürün üretmek için kullanılan çok aktif bir elementtir.
Bakır oksit veya Cu2O, hem endüstride hem de bina işlemlerinde süper yüksek saflıkta reaktif, katalizör ve etkili bir korozyon önleyici olarak kullanılan kimyasal bir bileşiktir.
Bakır oksit özellikle imalat ve proses kontrolünde olduğu kadar inşaat sektöründe de kullanılmaktadır.
Bakır oksit ayrıca su arıtımında, özellikle çözünmüş partikülleri uzaklaştırmak için suyun arıtılmasında ve spesifik polimerlerin polimerizasyonunda kullanılır.
Bakır oksit esas olarak metalurjide katalizör olarak kullanılır, bu işlem demir ve çelik üretimi için önemlidir.
Demirin oksidasyonunda katalizör, indirgeyici bir madde olarak işlev görür.
Demir üretiminde katalizör ayrıca bir indirgeyici madde olarak da işlev görür.
Bakır oksit, gübre üretimi de dahil olmak üzere birçok uygulamada kullanılır ve ayrıca çiftlik hayvanları için yem katkı maddesi olarak kullanılır.
Bakır oksidin saflığı o kadar yüksektir ki, TV'lerde ve bilgisayar monitörlerinde kullanılan katot ışın tüplerinin (CRT'LER veya sadece “tüpler” olarak bilinir) imalatında kullanılır.
Bakır oksit(bakır (II) oksit olarak da bilinir), bir pigment ve yangın geciktirici olarak ve metallerin eritilmesi için bir akı olarak kullanılır.
Bakır oksit, suda çözünmeyen renksiz, kokusuz ve tatsız bir katıdır.
Ayrıca bakır oksit, endüstriyel ve evsel ortamlarda en yaygın kullanılan oksittir.
Bakır oksit, bakır metalin havada yaklaşık 1100-1300 °C'de oksidasyonu ile oluşur.
Bakır oksit kimyasal bir bileşiktir ve bazen "bakır oksit klorür"olarak da adlandırılır.
Ayrıca bakır oksit renksiz, kokusuz, kristalimsi bir katıdır.
Bakır oksit olarak da bilinen bakır oksit, bakır metalin renksiz, kokusuz ve tatsız bir oksittir.
Bakır oksit, metallerin rafine edilmesinde kullanılan önemli bir ticari kimyasaldır ve esas olarak bakır eritme işleminin bir yan ürünü olarak üretilir.
Bakır oksit, yarı iletken olarak davrandığı bilinen ilk maddeydi.
Bu malzemeye dayanan doğrultucu diyotlar, silikonun standart hale gelmesinden çok önce, 1924 gibi erken bir tarihte endüstriyel olarak kullanıldı.
Bakır oksit, neV aralığında rezonans genişliğine sahip, iyi anlaşılmış dört dizi eksiton gösterir.
İlişkili polaritonlar da iyi anlaşılmıştır; Grup hızlarının neredeyse ses hızına kadar çok düşük olduğu ortaya çıkıyor.
Bu, ışığın bu ortamdaki ses kadar yavaş hareket ettiği anlamına gelir.
Bu, yüksek polariton yoğunluklarına neden olur ve Bose-Einstein yoğunlaşması, dinamik Stark etkisi ve fonoritonlar gibi etkiler gösterilmiştir.
Temel durum eksitonlarının bir diğer olağanüstü özelliği, tüm birincil saçılma mekanizmalarının nicel olarak bilinmesidir.
Bakır oksit, sıcaklığa göre tamamen parametresiz bir absorpsiyon hattı genişliği genişletme modelinin oluşturulabildiği ve karşılık gelen absorpsiyon katsayısının çıkarılmasına izin veren ilk maddeydi.
Bakır oksit kullanılarak Kramers-Krönig ilişkilerinin polaritonlar için geçerli olmadığı gösterilebilir.
Bakır oksit kullanılabilir:
- Çeşitli uygulamalar için nanopartiküller, nanokristaller ve kuantum noktaları hazırlamak için bir öncü olarak.
-Faz transfer katalizörü kullanarak sulu koşullar altında azollerin N-arilasyonunu katalize etmek.
- Dopamin tespiti için bir sensör olarak uygulanabilir indirgenmiş grafen oksit bazlı nano bakır kompozitler hazırlamak.
-Organik kirleticilerin sudan uzaklaştırılmasında uygulanabilir alüminosilikat jeopolimerlere sahip Cu2O-TiO2 nanoparçacık bazlı kompozit malzemeler hazırlamak için bir bakır öncüsü olarak.
Bakır oksit uygulamaları:
Kirlenme önleyici kaplamalar
Hayvan diyetleri için mineral takviyesi
Porselen, sır ve cam için renklendirici
Katalizör
Lehimleme macunları
Tarımsal yaprak gübresi
Tarımsal mantar ilacı ve tohum pansumanı
Bakır oksit (Cu2O), güneş enerjisi uygulamaları için çekici bir malzemedir, ancak foto iletkenliği, doğal kusur yakalama durumlarının neden olduğu azınlık taşıyıcı rekombinasyonu ile sınırlıdır.
Bakır oksit, bol ve ucuz olan dar bir bant aralığı (1.8–2.2 eV) p tipi yarı iletkendir.
Bu nedenle Bakır oksit, güneş spektrumunun önemli bir bölümünü de emebilir.
İletim bandı ve değerlik bandı konumları, hem CO2 indirgeme hem de su bölme reaksiyonlarını kolaylaştırmak için teorik olarak uygundur.
Bakır oksit (Cu2O), güneş enerjisi dönüşümü, gaz sensörleri, manyetik depolama ve elektronikte potansiyel bir aday olarak kullanılabilir.
BOYALARDA BAKIR OKSİT
Bakır oksit, deniz boyaları için yaygın olarak pigment, mantar ilacı ve zehirli madde olarak kullanılır.
Bu malzemeye dayanan doğrultucu diyotlar, silikonun standart hale gelmesinden çok önce, 1924 gibi erken bir tarihte endüstriyel olarak kullanılmıştır.
Pozitif bir Benedict testindeki pembe renkten bakır oksit de sorumludur.
Bakır oksit, porselen sırlarda ve vitraylarda pigment olarak kullanılır.
Opak camda, yeterince büyük kristaller kullanılıyorsa parlak tuğla kırmızısı bir renk sağlar.
Daha küçük kristaller sarımsı bir renk verir.
Sırlarda pigment olarak bakır oksidin kullanımı eski Mısır zamanına kadar uzanır.
Birçok zehirli deniz boyası bakır oksit içerir.
Zehirli boyalar, bir teknenin dibinde midye ve diğer organizmaların oluşumunu önleyen boyalardır.
Bakır oksit ayrıca küf, pas ve diğer mantar türlerini öldüren bir madde olan antifungal bir ajan olarak da kullanılır.
Bakır okside dayalı mantar öldürücüler, bu tür organizmaların saldırısına duyarlı çeşitli mahsullerde yaygın olarak kullanılır.
Bakır oksit, olgun mantarları öldürmek yerine mantar sporlarının (yeni bitkilerin geliştiği) büyümesini engelleyerek etki eder.
Şimdiye kadar, Bakır oksidin ana uygulamaları enerji dönüşümü ve çevre alanlarında, özellikle kimyasal şablonlar, sensörler ve katalizörlerde olmuştur.
Bu bölümdeki ana odak noktamız, hibrit cu2o nanokompozitlerinin ve cu2o'nun kristal yönlerinin uyarlanmasıyla üretilen tipik olarak geliştirilmiş ve sıra dışı performanslar üzerinedir.
Ayrıca, iyi tanımlanmış içi boş mimariler üretmek için yönlü Bakır oksit şablonlu stratejinin kısa bir özeti vardır.
Katalizörler
Fotodegradasyon
Organik sentez, CO2 azaltma, su bölme ve kirleticilerin bozulması gibi pratik uygulamalara göre fotokataliz kullanımı dört ana alana ayrılmıştır.
Tüm bu alanlarda Bakır oksit bazlı fotokatalizörler kullanılmıştır.
Güneş ışığı ışınlaması altında güçlü oksidatif türlerin uzun süreli üretimi nedeniyle kirleticilerin fotokatalitik bozunması için verimli olan geniş yüzey alanlarına sahip bakır oksit fotokatalizörlerinin gösterileri olmuştur.
Reaktanlar söz konusu olduğunda, bu oksidatif türler daha az seçicidir, bu da fotokatalizörün zayıf seçiciliğine neden olur.
Hibrit Bakır oksit bazlı nanoyapıların arayüzey etkisinden başka, reaktanların adsorpsiyon-desorpsiyonunun yüzey atomik yapılarından etkilenebileceği seçiciliği arttırmak için kristal fasetlerin uyarlanmasıyla bir platform sunulur ve fotojenlenmiş deliklerin ve elektronların redoks potansiyeli karşılık gelen atomik yapılar tarafından ayarlanabilir. elektronik yapılar.
Fotoelektrokimyasal Su Bölme
Güneş enerjisi, su bölünmesi yoluyla hidrojen yakıtına dönüştürülmesi için fotoelektrokimyasal (PEC) güneş pilleri tarafından toplanabilir.
Bir p tipi Bakır oksit yarı iletken, uygun enerji bandı konumları için 2.0 ~ 2.2 eV doğrudan bant aralığı, iyi taşıyıcı hareketliliği ve görünür ışık emilimi gibi benzersiz özellikleri nedeniyle PEC güneş enerjili su bölme ve hidrojen üretimi için özellikle ilgi çekicidir. iletim bandı uzanırken PEC su bölme için Hidrojen evrim potansiyelinin +0,7 V altında.
Işıktan hidrojene dönüşüm için %18'e karşılık gelen verimlilikle teorik olarak tahmin edilen -14,7 mAcm−2 foto akımının raporları olmuştur.
Son zamanlarda, hidrojen üretimi ve güneş enerjisiyle çalışan su bölünmesi için tek bir Bakır oksit fotokatalist araştırıldı.
Bakır oksidin stabilitesi, bir dereceye kadar morfolojisine bağlıdır; burada stabilite, fotojenli taşıyıcının fotokatod yüzeyinden hızlı bir şekilde çıkarılmasıyla iyileştirilir.
Ayrıştırma
Bununla birlikte, Bakır oksit fotokatalizörleri, damıtılmış sudaki suyu görünür ışık ışınlaması altında oksijene ve hidrojene ayrıştırabilir, ancak polarize Bakır oksit elektrotları üzerindeki sulu bir elektrolitteki fotokimyasal reaksiyondan çok farklıdır.
Tek değerlikli Bakır oksidin oksidasyonu ve indirgenmesi için redoks potansiyelleri bant aralığı içinde yer aldığından, bakır oksidin bir fotokatod olarak su indirgemesi için kullanılması, elektrolitin aydınlatma altındaki kararsızlığıdır ve bunların güneş enerjisi üretimindeki uygulamalarını sınırlar.
Bu nedenle, Bakır oksit, bir elektrokimyasal fotovoltaik hücrede p tipi bir fotoelektrot olarak uygun bir redoks sistemi ile birlikte umut verici bir malzeme olabilir.
Bu nedenle Bakır oksit fotoelektrot yüzeyinin stabilizasyonu, uyumlu bir kaplamanın kullanılmasını gerektirir.
Karbondioksitin Foto-indirgenmesi
Karbondioksitin (CO2) katma değerli kimyasallara veya yakıtlara fotokimyasal indirgenmesiyle artan temiz enerji ihtiyaçlarını karşılayabiliriz.
Son bulgulara göre Bakır oksit, karbondioksitin görünür ışığın yönlendirdiği foto-indirgemesi için uygun bir fotokatalist seçeneğidir.
Bakır oksit fasetinin CO2'NİN foto-indirgenmesi üzerindeki etkisini gözlemlemek son derece ilginçti ve sonuçlara göre, oktahedral olanlara kıyasla, küboid kümelenmiş Cu2O tarafından daha yüksek aktivite gösterildi.
CO2 indirgemedeki bakır oksit nanobelt dizileriyle karşılaştırıldığında, hem fotoelektrokimyasal hem de elektrokimyasal sistemlerde taş benzeri p tipi Bakır oksit daha yüksek aktiviteye sahiptir.
Bununla birlikte, anormal fasete bağlı CO2 foto-indirgeme performansının altı çizili ilkelerini ortaya çıkarmak için hala ayrıntılı araştırmalara ihtiyaç vardır.
Gelişim
Bakır oksit bazlı nanoyapılar, karbondioksitin dönüşüm verimliliğinin artırılmasını önemli ölçüde sağlayabilir.
Örneğin, güneş ışığı altında, karbondioksitin fotoelektrokimyasal indirgenmesi, yüzey Cu elektroduna sabitlenmiş Bakır oksit ile iyileştirilebilir.
Karbondioksitin p tipi ile aynı morfolojiye sahip Cu/Cu2O (n tipi) elektrot üzerindeki dönüşüm verimliliği ile karşılaştırıldığında, Cu/Cu2O (p tipi) elektrot üzerindeki dönüşüm verimliliği çok daha yüksektir.
RuOx nanoparçacığının Bakır oksit üzerinde birikmesi, uzun ömürlü elektron veriminin iki kat artmasına neden oldu ve bu da karbondioksitin görünür ışığa bağlı foto-indirgenmesinin iyileştirilmesiyle sonuçlandı.
Karbondioksitin metanole indirgenmesi için geliştirilmiş bir fotokatalitik aktivite, bir elektrodepozisyon yöntemiyle yapılan Cu2O/TiO2 heteroyapı nanotüp dizileri ile görüntülenebilir.
Gözenekli Cu2O / TiO2 nano kavşağı tarafından daha fazla foto-reaksiyon aktif bölgesi sağlanabilir ve ayrıca CO2 emilimine yardımcı olabilirler.
Gaz Sensörleri
Geçtiğimiz yıllarda, insan sağlığı, kamu güvenliği, çevre koruma ve kimya endüstrisi alanlarını içeren hedeflenen gazı tespit etmek için gaz algılayıcı malzemeler üzerinde çok sayıda araştırma yapılmıştır.
Test edilen gaz algılayıcı malzeme ile uygun miktarda deiyonize su karıştırıldı ve yukarıda bahsedilen macun iki elektrot ile bir seramik tüp üzerine biriktirildi.
Daha sonra seramik borunun merkezine kablolu bir ısıtıcı yerleştirilerek dolaylı ısıtmalı bir gaz sensörü üretildi.
Gaz algılayan ısı sisteminin ısıtma akımı, sensörün farklı çalışma sıcaklıklarını elde etmek için ayarlandı.
Sonunda, belirli bir bağıl akımda uzun süre sabit bir voltajla yaşlandıktan sonra, gaz algılaması sağlandı.
Diğer Uygulamalar
Şimdiye kadar, esas olarak kimyasal şablon, sensör şablonu ve fotokatalist alanlarında Bakır oksit kristallerinin kullanımı olmuştur.
Metal izolatör-metal dirençli anahtarlama hafızaları, süper kapasitörler, sodyum iyon piller, lityum iyon piller, güneş enerjisi dönüşümü ve antibakteriyel aktivite gibi uygulamalarda, özel mimarilere sahip bakır oksit kristalleri önem taşımaktadır.
Bunun gibi, yukarıdaki uygulamaları teşvik etmek için, belirli reaktif yüzeyler oluşturmak için Bakır oksit kristallerinin faset indeksinin uyarlanması gerekir.
Örneğin, Wang ve meslektaşları tarafından morfolojiye bağlı antibakteriyel aktivitelerin gösterileri yapıldı.
Elde edilen sonuçlara göre, açığa çıkan yüzeyin farklı atomik düzenlemelerine borçlu olan kübik olanlara kıyasla, E. coli'nin öldürülmesinde daha yüksek aktiviteye oktahedral Bakır oksit sahipti.
Bakteriyostatik Etkiler
Ek olarak, belirgin bakteriyostatik etkiler, büyük ölçüde morfolojileriyle belirlenen Bakır oksit ile gösterilir.
Örneğin, Guo ve meslektaşlarının bulgularına göre, kübik olanlara kıyasla, oktahedral Bakır oksit nanokristalleri daha reaktif oksijen türleri ve daha yüksek hareketsizlik oranı üreterek, iki morfolojik nanokristal tarafından kladoseranlara farklı toksisite etkilerinin neden olduğunu düşündürmektedir.spesifik yüzey aktivitelerindeki farklılıklarından dolayı.
Lityum iyon piller için anot olarak çeşitli çokyüzlü Bakır oksidin elektrokimyasal litasyon özellikleri üzerine çalışmalar yapılmıştır.
Bu uygulamalarda özel mimarilere sahip bakır oksit kullanımının beklenen bazı özelliklerle sonuçlanması beklenmektedir.
Yukarıda belirtilen tüm alanlara bakır oksit kristalleri uygulanmasına rağmen halen devam etmektedir.
tanım
Bakır (I) oksit veya bakır oksit, CU2O formülüne sahip inorganik bileşiktir.
Bakır oksit, bakırın ana oksitlerinden biridir, diğeri bakır (II) oksit veya bakır oksittir (CuO).
Bu kırmızı renkli katı, bazı zehirli boyaların bir bileşenidir.
Bakır oksit, parçacıkların boyutuna bağlı olarak sarı veya kırmızı görünebilir.
Bakır oksit kırmızımsı mineral bakır olarak bulunur.
Bakır oksit, nükleofilik ikame reaksiyonu için halojenürleri aktive etmek için kullanılabilen zayıf bir inorganik bazdır.
Ayrıca dekarboksilasyon ve siklo yoğunlaşma reaksiyonlarında bakır oksit kullanılır.
Kırmızı kristalli bir malzeme olan bakır oksit, elektrolitik veya fırın yöntemleriyle üretilebilir.
Ayrıca bakır oksit, hidrojen, karbon monoksit, odun kömürü veya demir ile metalik bakıra kolayca indirgenir.
Bakır oksit cama kırmızı bir renk verir ve zehirli boyalar için kullanılır.
Bakır oksit, çoğu bakır haline hızla oksitlenen renksiz bakır tuzları oluşturmak için mineral asitlerde çözünür.
Bakır oksit, temel olarak bakır ve oksijenden oluşan inorganik bir bileşik olan bakır oksit olarak da bilinir.
Bakır oksit, birçok bakır bileşiğini aşmasını sağlayan bazı mükemmel özelliklere sahiptir.
İlgili uygulamalarına sahip olmalarını sağlayan yarı iletken özelliklere de sahiptirler.
Formülü Cu2O olan Bakır oksit veya Bakır (I) oksit inorganik bileşiktir.
Bakırın ana oksitlerinden biri bakır (I) oksit veya bakır oksit, diğeri bakır oksit (CuO) veya bakır (II) oksit olarak bilinir.
Bakır oksit katı kırmızı bir renktir ve bazı zehirli boyaların bir bileşenidir.
Bakır oksidin rengi kırmızı veya sarı olabilir, parçacığın boyutuna göre belirlenir.
Kırmızımsı bir mineral olan bakır oksit, bakır oksit olarak bulunabilir.
Bakır (I) Oksit, CU2O kimyasal formülüne sahip inorganik bir bileşik olan bakır oksit olarak da adlandırılır.
Bakır oksit doğada kovalenttir.
Ek olarak, Bakır oksit kübik bir yapıda kristalleşir.
Bakır oksit, ısıtıldığında hidrojen ile kolayca indirgenir.
Bakır(II) iyonları ve bakır üreten asit çözeltilerinde orantısızlığa uğrar.
Bakır oksit metalik bakır ile hafifçe ısıtıldığında bakır okside dönüştürülür.
Bakır oksit, ince bir koruyucu oksit tabakası oluşturmak için yüzeydeki bakır ile havadaki oksijen arasındaki reaksiyonlar nedeniyle iyi bir korozyon direnci görevi görür.
Bakır oksit Cu2o'nun “bakır " adı, bakır anlamına gelen Latince “bakır” dan gelir.
Eski madenciler buna "yakut bakır" derlerdi.
Bakır minerali önemli bir bakır cevheri olmuştur ve hala dünyanın birçok yerinde çıkarılmaktadır.
Doğal bakır dışındaki tüm bakır cevherleri arasında kuprit, her iki bakır atomuna yalnızca bir oksijen atomu olduğu için molekül başına en yüksek bakır verimini verir.
Bir mineral örneği olarak kuprit, iyi gelişmiş kübik kristal formlarının güzel örneklerini gösterir.
Kristal alışkanlıkları arasında küp, oktahedron, dodekahedron ve bu formların kombinasyonları bulunur.
Bakır oksidin rengi kırmızıdan koyu kırmızıya kadar neredeyse siyah görünebilir. Koyu kristaller, neredeyse siyah kristalin içindeki gerçek koyu kırmızının iç yansımalarını gösterir.
Kalkotrichite gibi diğer çeşitler, güzel bir kırmızı renge ve onları popüler vitrin örnekleri yapan özel bir ışıltıya sahip uzun iğne benzeri kristaller oluşturur.
Bakır (veya bakır oksit), yarı iletken elektroniğin en eski malzemesidir (Brattain 1951).
Bakır oksit çok sayıda teorik ve deneysel çalışmanın konusu olmuştur, ancak yine de elektronik ve atomik yapıları araştırmacıları şaşırtmaya devam etmektedir.
Nanoelektronik, spintronik ve fotovoltaikte bakır oksidin yeni uygulamaları ortaya çıkıyor.
Bununla birlikte, bu malzemeye olan ilgimiz, Bakır oksidin bakırın yaygın olarak oluşan bir korozyon ürünü olması gerçeğiyle motive olmaktadır.
Bakır oksidin elektronik ve atomik yapı seviyelerinde anlaşılması, bakırın korozyon davranışını tahmin etmek ve kontrol etmek için yararlı olabilir.
Bakır Oksit (Cu2O), ciddi fotokorozyon sorunları olan bir fotokatalizördür.
Teorik olarak, Bakır oksit, foto uyarılmış yükler yardımıyla aydınlatma üzerine hem kendi kendine oksidasyona (bakır oksit (CuO) oluşturmak için) hem de kendi kendine indirgenmeye (metalik bakır (Cu) oluşturmak için) maruz kalabilir.
Bununla birlikte, “baskın” fotokorozyon yolunun sınırlı deneysel anlayışı vardır.
Her iki fotokorozyon modu da fotokatalitik reaksiyonların koşulları uyarlanarak düzenlenebilir.
Bakır oksit, doğada doğru koşullar altında oluşan bir bileşiktir.
Bakır oksit, fotosellerde, lazer diyotlarda, termometrelerde, karanlıkta parlayan boyalarda, termoelektrik jeneratörlerde ve hava temizleme sistemlerinde kullanılan kırmızımsı-turuncu bir renktir.
Bakır oksit, bakır oksit üretimi olarak bilinen bir prosedürde erimiş sodyum ve oksijenin reaksiyonu ile yapılan bir katıdır.
Ayrıca, Bakır oksit genellikle diğer kimyasalların üretimi için bir katalizör olarak kullanılır.
Bakır oksit, çinko klorür, demir klorür ve diğerlerinin üretiminde kullanılır.
Ve bakır oksit, yüzey işleme ürünlerinde UV emici olarak kullanılır.
Bakır oksit, bakır ve oksijenin bir bileşiğidir.
Bakır oksit, aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılan bir dizi farklı bileşik dahil olmak üzere bir dizi uygulamada kullanılır: Nitrik oksit Amonyağın hava katalizörlerinde nitrata oksidasyonu (örneğin azotlu gübre üretiminde) Patlayıcıların üretiminde kullanılan azot oksitler.
Bakır oksit (bakır oksit veya kadmiyum oksit olarak da bilinir), pil ve plastik yapmak için kullanılan kimyasal bir bileşiktir.
Ayrıca bakır oksit beyaz, renksiz, kokusuz bir katıdır. Bakır oksit, pillerde kullanılan en yaygın oksitlerden biridir ve tüm pillerin %9 ila %15'ini oluşturur.
Bakır oksit ayrıca metal üretiminde, bina ve inşaatta, plastik ve diğer organik bileşiklerin üretiminde de kullanılır.
Bakır oksit, belirli boyalarda bir bileşendir ve bir dizi metal kaplama işleminde oksitleyici olarak kullanılır.
Bakır oksit yüzlerce yıldır bilinmektedir.
Aslında bakır oksit, pirinç yapımında kullanılan ilk maddelerden biriydi (biraz çinko eklenmiş bakır).
Saf bakır oksidin ilk keşfi 1600'lerde barut yapımında kullanılabilecek bir malzeme arayan İsveçli bir bilim adamı Johan Gadolin tarafından yapıldı.
İlk sentetik bakır oksit, 1882'de boya yapmaya çalışan bir Alman kimyager Friedrich Wöhler tarafından yapıldı.
Dikkate alınması gereken ilk şey, bakır oksidin kaynağıdır.
Bakır oksit, çok saf ve çok kararlı beyaz bir tozdur.
Bakır oksit, ABD'de tehlikeli bir atık olarak listelenmiştir, ancak Çin, Japonya ve İNGİLTERE gibi ülkeler (diğerlerinin yanı sıra) hala kimyasalı üretmekte ve çeşitli endüstrilerde kullanılmak üzere ABD'ye satmaktadır.
Bakır (I) oksit veya bakır oksit (Cu2O) bir bakır oksittir.
Ek olarak, Bakır oksit suda ve organik çözücülerde çözünmez.
Bakır oksit, havada maviye kolayca oksitlenen renksiz kompleksi[Cu(NH3)2]+ oluşturmak için konsantre amonyak çözeltisinde çözünür[Cu(NH3)4(H2Ö)2]2+.
Bakır oksit, hidroklorik asit içinde çözünerek HCuCl2 (bir CuCl kompleksi) oluştururken, seyreltik sülfürik asit ve nitrik asit sırasıyla bakır(II) sülfat ve bakır(II) nitrat üretir.
Bakır oksit, bazı kırmızı renkli kayalarda mineral bakır olarak bulunur.
Bakır oksit oksijene maruz kaldığında, bakır doğal olarak bakır(I) okside oksitlenir, ancak bu uzun süreler alır.
Yapay oluşum genellikle yüksek sıcaklıkta veya yüksek oksijen basıncında gerçekleştirilir.
Daha fazla ısıtma ile bakır (I) oksit, bakır(II) oksit oluşturacaktır.
Bakır oksit oluşumu, Fehling'in testinin ve Benedict'in bir bakır(II) tuzunun alkali çözeltisini azaltan ve bir Bakır oksit çökeltisi veren şekerleri azaltma testinin temelidir.
Gümüş tabaka gözenekli veya hasar gördüğünde neme maruz kalan gümüş kaplı bakır parçalar üzerinde bakır oksit oluşur; Bu tür korozyon kırmızı veba olarak bilinir.
HAZIRLIK
Bakır oksit çeşitli yöntemlerle üretilebilir.
En açık ifadeyle, Bakır oksit, bakır metalin oksidasyonu yoluyla ortaya çıkar:
4 Cu + O2 → 2 Cu2O
Su ve asitler gibi katkı maddeleri, bu işlemin hızını ve ayrıca bakır(II) oksitlere oksidasyonu etkiler.
Ayrıca bakır(II) çözeltilerinin kükürt dioksit ile indirgenmesiyle ticari olarak üretilir.
Yönlü Bakır Oksit Kristallerini Sentezlemek için Temel Stratejiler
Işınlama tekniği, püskürtme, elektrodepozisyon ve solvotermal sentez, hidrotermal sentez ve sıvı indirgeme gibi ıslak kimya yolu gibi birçok sentetik yöntem, yönlü Cu2O mikro/nanokristalleri hazırlamak için kullanılabilir.
Bunlar arasında en yaygın kullanılan yöntem, çeşitli yönelimler boyunca büyüme hızlarının ve çekirdeklenmenin uyarlanmasındaki çok yönlü yetenek nedeniyle Bakır oksit kristallerinin maruz kalma yönlerini manipüle etmek için ıslak kimya yöntemidir.
Gibbs-Wulff yasası kristalin denge şeklini teorik olarak belirler.
Yüksek yüzey enerjilerinin yönleri genellikle son görünümden azalacak veya özellikle yüksek endeksli yönler için denge koşulları altında kaybolacaktır. Bununla birlikte, gerçekçi koşullar altında, kinetik ve termodinamik arasındaki etkileşim, açığa çıkan yönlere ve kristallerin son şekillerine neden olur.
Termodinamik Bakış Açısı
Termodinamik bir bakış açısına göre, toplam yüzey enerjisini azaltma ihtiyacı, kristalin büyüme süreci boyunca şekil evrimini yönlendirir.
Bir çözelti faz sisteminde reaktifin spesifik faset seçici adsorpsiyonunu (inorganik iyon, safsızlık molekülü, polimer ve yüzey aktif madde dahil) kapatmak, çeşitli fasetleri açığa çıkarmak ve yüzey enerjisini azaltmak için etkili bir yöntemdir ve denge dışı bir Wulff yapısının ortaya çıkmasına neden olur.
Kapatma reaktifinin kristalin morfolojisini uyarlamadaki rolü, gerekli yüzey özelliklerine sahip Bakır oksit mikro/nanokristallerinin rasyonel tasarımı ve sentezlenmesi için bir kılavuz sunar.
Kapak Ajanının Yeteneği ve Seçiciliği
Temel olarak, fasetlerdeki bitişik iki düşük koordineli Cu atomu arasındaki mesafe ve/veya düşük koordineli Cu atomlarının yoğunluğu, bir Bakır oksit kristali için çeşitli fasetlerdeki Kapak ajanının kabiliyetini ve seçiciliğini kontrol eder.
Bu nedenle, kapaklama maddesinin seçimi, Bakır oksit kristallerinin korunmuş yönlerini kontrol etmede önemlidir.
Organik kapak ajanlarının çeşitliliğinden dolayı, Bakır oksit kristallerinin şekillerini kontrol etmede önemli bir rol oynarlar.
Örneğin, çeşitli yüklere sahip sodyum dodesil sülfat (SDS) ve poli(vinil pirolidon) (PVP), fasetlerin kapak ajanları olarak işlev görebilir.
Kristal Fasetlerin Oluşumu
Ayrıca, inorganik iyonlar, spesifik kristal fasetlerini oluşturmak için kapak ajanları olarak kullanılabilir ve son yıllarda başarılı olduğuna dair raporlar vardır.
Dahası, açığa çıkan fasetlerin yüzey enerjileri, termodinamikte kristal büyümesi sırasında büyüme türlerinin aşırı doygunluğu ile belirlenir ve bu, belirli yüksek enerjili yüzeyleri üretmenin genel bir yolunu sağlar.
[Cu(OH)4] 2 tür özelliklerinin kontrolü, özellikle basitten karmaşık mimarilere kadar cu2o'nun şekil evrimini kolayca gerçekleştirebilir.
Şekil Evrimi
Çeşitli yönlerin büyüme hızı, kristalin çekirdeklenmesi ve büyümesi sırasındaki şekil evrimini önemli ölçüde belirler.
Redüktörün türleri, büyüme şeklini ve çekirdeklenmeyi önemli ölçüde etkileyebilecek çeşitli denge dışı mimariler üretmek için ayarlanmıştır.
Kinetik kontrolde her zaman çeşitli karmaşık faktörler yer alsa da, kinetik faktör ile faset yapısı arasında hala belirsiz bir ilişki vardır.
Bakır oksit mimarilerinin uyarlanmasında kristalografik anizotropiye dayalı yönlü bir kimyasal aşındırmanın geniş bir kullanımı olmuştur ve bu, belirli yüzey atomik yapılarıyla Bakır oksit oluşumunda bazı özel faydalar sağlamıştır.
İçi boş Bakır Oksit Kristalleri
Bir tür perspektif mimari olarak, kütle ve yük (gaz) taşınımı için iyi yüzey geçirgenliği, kırılma indisi, termal genleşme katsayısı, düşük yoğunluk ve geniş yüzey alanı nedeniyle içi boş nanoyapı üzerinde kapsamlı araştırmalar yapılmıştır.
Bu nedenle, içi boş yapının yüzey davranışını doğru bir şekilde ayarlamak zor bir iştir ve büyüme sürecinin ve üretim mekanizmalarının tam olarak anlaşılmasıyla önemli bir bilimsel değere sahip olunur.
Şimdiye kadar, Ostwald olgunlaşması, oksidatif aşındırma ve katı hal öncü dönüşümü (CuO ve CuCl dahil) gibi çeşitli büyüme mekanizmaları tarafından çok sayıda içi boş Cu2O mimarisinin (örneğin çok kabuklu küreler, nano çerçeveler ve nanokajlar) hazırlanması için büyük miktarda çaba sarf edilmiştir.
Kristallerin Doğası
Çeşitli parçacıklar arası sınırların varlığında, sentezlenen içi boş Bakır oksit kristalleri temel olarak polikristaldir.
Bununla birlikte, hem yapısal tutarlılık hem de uzun menzilli elektronik bağlantı, hem elektron hareketliliğini hem de yüksek iletkenliği arttırmada eşit derecede önemlidir.
Tek ve içi boş kristal kabuklar olmanın Bakır oksit kristallerine entegrasyonu bu nedenle talebi elde etmenin çözümüdür, ancak yine de bir zorluktur.
Klasik büyüme modelleriyle karşılaştırıldığında, içi boş bir mimari oluşturmak için genellikle Ostwald olgunlaşma sürecinden önce gerçekleşen yönelimli bağlanma farklıdır.
Örneğin, tek kristalli bir kabuğa sahip çok kabuklu Bakır oksit içi boş kürelerin üretimine çok katmanlı vezikül yardımcı oldu ve bunun bir CuSO4/setiltrimetilamonyum bromür (CTAB)/AA/NaOH sisteminde gösterileri yapıldı.
Gözenekli Bakır oksit Kristalleri
Kontrol edilebilir gözenekli gözenekli nanomalzemeler, moleküller, iyonlar ve atomlarla etkileşime girme kabiliyetleri nedeniyle, sadece yüzeyde değil, iç kısımda da büyük ilgi görmüştür.
Bu anlamda bu mimarilerin en iyi performansı mezoporöz sistemlerde görülmektedir.
Şimdiye kadar gözenekli Bakır oksit malzemelerin başarılı bir sentezi olmuştur ve bunların uygulanabilirliği esas olarak katalizör ve boya adsorpsiyonu alanlarındadır.
Bu nedenle, iyi performanslara ve uygun gözenek boyutlarına sahip yeni gözenekli Bakır oksit nanoyapılarının üretilmesi ve tasarlanması hala önemlidir.
Başlangıçta, küçük nanoparçacıklar yapı taşları, Bakır oksit kristalinin çözelti fazı büyümesi sırasında bir araya toplanır ve agregalar, reaksiyon sisteminin genel enerjisini en aza indirmek için bir olgunlaşma mekanizması yoluyla sıklıkla karşılaştırmalı kararlı mimarilere dönüşür, bu nedenle bazı polimer veya organik moleküller eklendiğinde, yüzey enerjilerinde değişiklik şansı vardır yapı taşlarından.
Bu nedenle, gözenekli Bakır oksit nanoyapılarının üretimini kontrol etmede nanoparçacık yapı taşlarının toplanma davranışlarının uyarlanmasıyla önemli bir rol oynanacaktır.
Yumuşak şablon Yöntemi
Gözenekli Bakır oksit nanosferleri tasarlamak için yumuşak şablon yönteminin geniş kullanımı olmuştur.
Örneğin hidroksil grubu, bir kapak radikali olarak işlev görür ve ayrıca yapı taşlarının toplanma biçiminde değişikliğe neden olarak düzensiz Bakır oksit gözenekli nanosferlerin üretilmesine neden olabilir.
Gözenekli Bakır oksit nanosferlerinin β-siklodekstrin (β-CD) tahrikli düzeneğinin gösterileri olmuştur.
Triblok kopolimerinin poli(etilen oksit) (PEO) segmentlerindeki etilen oksidin sulu çözelti içinde metal iyonlarıyla bağlanması üzerine bir taç-eter tipi mimari oluşturulabilir ve bu, etilen oksit bağlantılarının yalnız çifti arasındaki dipol-iyon etkileşimlerinin bir sonucudur. elektron ve metal iyonu.
Böylece bakır atomları, hidrofilik bir PEO grubundaki bir oksijen atomuyla tercihen kısa menzilli sıralı Bakır oksit mezoporöz küreler oluşturmak için triblok kopolimerlerin yardımıyla birleşir.
Yüksek Sıralı Gözenekli Nanoyapılar
Yüksek dereceli gözenekli nanoyapıların, 3 boyutlu bağlı ağlar için daha aktif alanlar ve kütlenin (iyon ve molekül gibi) dışarıdan içeriye aktarılması için katalitik reaksiyon sundukları için geniş yüzey alanları nedeniyle önemli faydalara sahip olduklarına dikkat edilmelidir.kimyasal reaksiyonu hızlandırmak için.
Bununla birlikte, gözenekli nanomalzemelerin şekillerini organik madde destekli öz organizasyon yoluyla kontrol etmek, sıralanmamış gözenekli malzeme şekillerini kontrol etmeye kıyasla daha karmaşıktır.
Bu nedenle, sıralı küresel olmayan Bakır oksit gözenekli nanoyapıların geliştirilmesi hala bir zorluktur.
Bakır oksit ince filmler
Enerji dönüşümünde uygulamayı genişletmek için bir diğer önemli konu, özel mimarilere sahip Bakır oksit ince filmlerin geliştirilmesidir.
Bakır oksit ince filmler hazırlanırken mutlaka bu iki ana nokta göz önünde bulundurulmalıdır.
Birincisi, pürüzsüz bir arayüz yük taşıyıcısının transferini sağlamak için substratlar ve Bakır oksit ince filmler arasındaki yakın temastır.
İkincisi, faydaları en üst düzeye çıkarmak için filmdeki yapı taşının oryantasyon ayarlamasıdır.
Şimdiye kadar, bakır oksit hazırlamak için anodik oksidasyon, püskürtme, elektrodepozisyon, kimyasal buhar biriktirme ve termal oksidasyon gibi çok sayıda sentez yönteminin çeşitli uygulamaları olmuştur.
Elektrodepozisyon
Elektrodepozisyon, elektrokimyasal çözelti koşullarının (örneğin katkı maddesi, çözücü, substrat türleri, pH) ayarlanmasıyla elektrodepozisyonlu filmlerin şekillerini, boyutlarını ve yönelimlerini verimli bir şekilde kontrol edebilen iletken substratlar üzerinde ince filmler yapmak için ucuz ve çok yönlü bir yöntem olan yaygın olarak bulunan yöntemler arasındadır. değeri, uygulanan voltaj, sıcaklık, konsantrasyon vb.).
Bir dizi simetrik dendritik morfoloji ve yönelime sahip bakır oksit ince filmler kolayca elde edilebilir ve güneş enerjisi dönüşümündeki uygulamalarla sonuçlanan yük taşıma özelliklerinin ve yüzey alanlarının optimum bir kombinasyonu elde edilebilir.
Yapı Taşlarının Dağılımı
Zhai ve iş arkadaşları tarafından, çeşitli yönlü özelliklere sahip yönlendirilmiş Bakır oksit ince filmler elde etmek ve sitrik iyonların varlığında nispeten daha yüksek pH değerinde ve hafif sıcaklıkta yüksek kristalleşme elde etmek için Bakır oksit ince filmlerdeki yapı taşları oryantasyon dağılımını özel olarak kontrol etmek için geliştirilmiş bir elektrodepozisyon yöntemi kullanıldı.sıcaklık.
TEPKİLER
Sulu bakır klorür çözeltileri, aynı malzemeyi vermek üzere baz ile reaksiyona girer.
Her durumda, renk prosedür detaylarına karşı oldukça hassastır.
Bakır oksit oluşumu, Fehling'in testinin ve Benedict'in şekerleri azaltma testinin temelidir.
Bu şekerler, bakır(II) tuzunun alkali bir çözeltisini azaltarak parlak kırmızı bir Bakır oksit çökeltisi verir.
Gümüş tabaka gözenekli veya hasar gördüğünde neme maruz kalan gümüş kaplı bakır parçalar üzerinde oluşur.
Bu tür korozyon kırmızı veba olarak bilinir.
Hızla dehidrasyona uğraması beklenen bakır(I) hidroksit CuOH için çok az kanıt mevcuttur.
Benzer bir durum altın(I) ve gümüş(I) hidroksitleri için de geçerlidir.
özellikleri
Bakır oksidin katı diamagnetiktir.
Koordinasyon alanları açısından bakır merkezler 2 koordineli ve oksitler dört yüzlüdür.
Bu nedenle yapı, bir anlamda Sio'nun ana polimorflarına benzemektedir. 2ve her iki yapı da iç içe geçmiş kafeslere sahiptir.
Bakır oksit, havada maviye [Cu(NH3)4(H2O)2] 2+ ' ya kolayca oksitlenen renksiz kompleksi [Cu(NH3)2]+oluşturmak için konsantre amonyak çözeltisinde çözünür. CuCl-2 çözeltileri vermek üzere hidroklorik asit içinde çözünür.
Seyreltik sülfürik asit ve nitrik asit sırasıyla bakır(II) sülfat ve bakır(II) nitrat üretir.
Bakır oksit, nemli havada bakır(II) okside dönüşür.
Bakır oksit, kafes sabiti al = 4.2696 Å olan kübik bir yapıda kristalleşir.
Bakır atomları bir fcc alt ağında, oksijen atomları bir bcc alt ağında düzenlenir.
Bir alt kafes, gövde köşegeninin dörtte biri kadar kaydırılır.
Uzay grubu, tam oktahedral simetriye sahip nokta grubunu içeren Pn3m'dir.
Cu2O: Bakır (I) Oksit
Yoğunluk: 6 g/cm3
Moleküler Ağırlık / Molar Kütle: 143.09 g / mol
Kaynama Noktası: 1.800 °C
Erime Noktası: 1,232 °C
Kimyasal Formül: Cu2O
Yarı iletken özellikleri
Yarı iletken fiziği tarihinde, Bakır oksit en çok çalışılan malzemelerden biridir ve bu malzemede ilk olarak birçok deneysel yarı iletken uygulaması gösterilmiştir:
Yarıiletken
Yarı iletken diyotlar
Fonoritonlar ("eksiton, foton ve fononun tutarlı bir süperpozisyonu")
Bakır oksitteki en düşük eksitonlar son derece uzun ömürlüdür; Şimdiye kadar gözlemlenen en dar yığın eksiton rezonansı olan neV çizgi genişlikleri ile absorpsiyon çizgi şekilleri gösterilmiştir.
İlişkili dört kutuplu polaritonlar, ses hızına yaklaşan düşük grup hızına sahiptir.
Böylece ışık, bu ortamda neredeyse ses kadar yavaş hareket eder ve bu da yüksek polariton yoğunluklarına neden olur.
Temel durum eksitonlarının bir başka olağandışı özelliği, tüm birincil saçılma mekanizmalarının nicel olarak bilinmesidir.
Bakır oksit, sıcaklığa göre tamamen parametresiz bir absorpsiyon hattı genişliği genişletme modelinin oluşturulabildiği ve karşılık gelen absorpsiyon katsayısının çıkarılmasına izin veren ilk maddeydi.
Bakır oksit kullanılarak Kramers–Kronig ilişkilerinin polaritonlar için geçerli olmadığı gösterilebilir.
ELEKTRONİK yapı
Bakır oksidin elektron enerji bantları, esas olarak olağandışı eksiton spektrumu nedeniyle kapsamlı bir şekilde incelenmiştir [kuprit, yasak bir çizgiden başlayarak uzun bir dizi eksiton geçişi sergiler.
Kupritin elektronik yapısının teorik açıdan ilginç olan başka yönleri de vardır.
Örneğin, bu bileşikteki Cu katyonlarının lokal koordinasyonunun kübik olmayan simetrisi, kübik yapılar için oldukça nadir görülen bir durum olan Cu çekirdekleri üzerinde kaybolmayan bir elektrik alan gradyanına neden olur (Marksteiner ve ark. 1986).
Kupritin kristal yapısı, yüksek genel simetriyi düşük yerel koordinasyon simetrisi ile birleştirdiğinden, elektronik yapı hesaplamaları için bilgisayar kodlarını test etmek için bir kıyaslama sistemi olarak da kullanılmıştır.