اکسید نیکل

اکسید نیکل چیست ؟

مونوکسید نیکل یک ترکیب معدنی با رنگ سبز به سیاه است که در اثر حرارت دهی زرد رنگ می شود و گازهای سمی تولید می کند. نیکل مونو اکسید در صنایع الکترونیک، سرامیک، فولاد و آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرد .

نانو پودر NiO دارای طیف گسترده ای از کاربردها بوده و چشم انداز پژوهش در زمینه ذخیره انرژی، الکترونیک، شیمی و سایر زمینه ها است.

انواع اکسید نیکل کدامند ؟

بطور کلی 3 نوع نیکل اکسید بصورت کاربردی وجود دارد :

مونوکسید نیکل سبز ( Green Nickel Oxide (NiO) )

این گرید از محصول به عنوان نوع استاندارد اکسید نیکل سبز شناخته می‌شود و در سایز های بسیار ریز موجود می‌باشد. بدلیل خلوص بالا و میکرونیزه بوده این محصول ، از آن در کاربردهای الکترونیکی با دقت بالا مثل ترمیستور و انواع باطری ها استفاده می‌گردد.

نیکل اکسید سیاه ( Black Nickel Oxide (Ni2O3)  )

از این محصول در بسیاری از صنایع الکترونیکی استفاده می‌شود و در تولید فریت کاربرد دارد. یکی دیگر از کاربردهای این کالا استفاده در شیشه های رنگی و پرسلن می‌باشد. همچنین کاربردهای کاتالیستی این محصول بسیار مرسوم است.

اکسید نیکل قهوه ای ( Brown Nickel (NiO) )

این نیکل اکسید که به رنگ قهوه ای می‌باشد با خلوص بالا تولید شده و مقدار کمی از مس ، کبالت و آهن می‌باشد و مقادیر موجود در این اکسید از باقی اکسید نیکل ها بیشتر می‌باشد.

اشکال موجود:

• منوکسید نیکل
• نیکل (II) اکسید
• اکسید نیکل (II) ، NiO ، اکسید مرسوم با رنگ سبز
• نیکل اکسید (III) ، Ni2O3 ، اکسید غیر مرسوم با رنگ سیاه

ویژگی های مونوکسید نیکل چیست ؟

مونوکسید نیکل ویژگی های زیادی در صنعت دارد و بسته به نیاز محصول مورد تولید باید گرید متناسب با آن را انتخاب کرد. بطور کلی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. عنوان بلورهای مکعب سبز و سیاه بی بو (هنگام حرارت زرد رنگ) یا پودر سبز ظاهر می شود
2. محلول در اسیدها، آمونیوم هیدروکسید
3. محلول در سیانید پتاسیم
4. نامحلول در محلول های سوز آور
5. نامحلول در آب؛ محلول در اسیدها
6. گازهای سمی و بخارات (مانند نیکل کربونیل) در تجزیه ترکیبات نیکل و محلول نیکل ممکن است آزاد شوند.
7. برای تشکیل نمک و صابون نیکل با اسیدها واکنش نشان می دهد.
8. مونوکسید نیکل سیاه با خلوص بالا دارای سطح ویژه ی بالایی است و با اسیدها برای تشکیل نمک های نیکل واکنش نشان می دهد.

اکسید نیکل چگونه تولید می‌شود ؟

پودر اکسید نیکل را میتوان به یکی از 4 روش زیر تولید کرد :

1. با اکسایش کنترل شده پودر نیکل کربنیل با خلوص بالا تولید می شود .
2. با حرارت دهی نیکل بالاتر از 400 درجه سانتیگراد در حضور اکسیژن .
3. مونوکسید نیکل سبز با حرارت دادن مخلوطی از آب و پودر نیکل خالص در هوا در دمای 1000 درجه سانتیگراد یا با حرارت دهی مخلوطی از پودر نیکل با خلوص بالا، اکسید نیکل و آب موجود در هوا تهیه می شود. حالت دوم واکنش سریعتری نسبت به روش اولیه ارائه می دهد. ویسکرهای اکسید نیکل سبز ، با استفاده از روش انتقال لوله بسته از پودر اکسید تشکیل شده توسط تجزیه سولفات نیکل با استفاده از اسید هیدروکلریک به عنوان گاز انتقالی ، تولید می شوند. نانو ذرات مونوکسید نیکل سبز همچنین با تجزیه حرارتی کربنات نیکل یا نیترات نیکل در 1000 درجه سانتیگراد تشکیل می شود
4. اکسید نیکل سیاه توسط کلسینه کردن نیکل، کربنات و نیترات در 600 درجه سانتیگراد ساخته می شود.

کاربرد نیکل مونو اکسید در کجاهاست ؟

لعاب ها و رنگدانه ها، سرامیک های حرارتی، رنگ مینای دندان، شیشه: شفاف، رنگ آمیزی

نانو ذرات اکسید نیکل معمولاً در مقادیر کمی با اشتعال در دمای بالا برای کاهش رنگ های سایر اکسید های فلزی از جمله مس و کبالت مورد استفاده قرار می گیرد.

ورق های نیکل، محلول های آبکاری نیکل، مولیبدات نیکل، فریت های نیکل رسانا و ساخت آلیاژ ویژه

موارد دیگر: کاتالیزورها، آندزایی آلومینیوم، انتشار خودکار، کاربرد در صنعت الکترونیک

ایمنی و ذخیر سازی مونوکسید نیکل

ذخیره سازی : در محلی که تهویه مطبوع دارد، خشک نگه داشته شود.

ظروف این ماده هنگام خالی شدن مواد باقیمانده محصول (گرد و غبار، جامدات) خطرناک است. تمام هشدارها و احتیاط های ذکر شده برای این ماده را رعایت کنید.

ایمنی و استفاده: نیکل ممکن است باعث آلرژی پوستی شود. از استنشاق و تماس با چشم به ویژه استفاده طولانی مدت یا مکرر خودداری کنید.

کاربردهای نانو ذرات اکسید نیکل صنعتی (NiO)

مواد چسبنده و رنگ آمیزی مینای دندان؛ فیلترهای نوری فعال؛ لایه های ضد فرومغناطیس؛ آینه های دید عقب خودرو با بازتاب قابل تنظیم؛ کاتالیزورها؛ مواد کاتدی برای باتریهای قلیایی، مواد الکتروشیمیایی؛

پنجره های هوشمند انرژی (با جذب قابل تنظیم و بازتاب در محدوده طول موج مرئی و نزدیک به IR)، فیلم های رسانا شفاف از نوع P ، رنگدانه برای سرامیک و شیشه؛ سنسورهای دما؛ شمارنده الکترود.

NiO دارای کاربردهای متنوع و عموماً كاربردها در “مواد شیمیایی” كه ماده ای نسبتاً خالص برای كاربردهای تخصصی است و “طبقه بندی متالورژی” ، كه عمدتاً برای تولید آلیاژها استفاده می شود.

این ماده در صنعت سرامیک برای ساختن فریت ها و لعاب های چینی مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید سینتر شده برای تولید آلیاژهای فولادی نیکل استفاده می شود.

پودر اکسید نیکل صنعتی همچنین یک عنصر در باتری نیکل آهن، به عنوان باتری ادیسون شناخته می شود و در سلول های سوختی مؤثر است. این ماده پیش ساز بسیاری از نمک های نیکل، برای استفاده به عنوان مواد شیمیایی و کاتالیزورهای ویژه است.

اخیراً از نانو ذرات نیکل اکسید برای ساخت باتری های قابل شارژ NiCd که در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی یافت می شود تا زمان توسعه باتری لیتیوم یون زیست محیطی استفاده شده است.

موارد کاربردی نانو پودر مونوکسید نیکل (NiO)

ذخیره انرژی: مانند بسیاری از نانوذرات اکسیدی، مونوکسید نیکل پتانسیل وسیعی در تولید سلول های سوختی و باتری ها دارد. به طور خاص، در تولید کاتدها و تهیه سایر مؤلفه های مواد استفاده می شود.

کاربردهای الکتروشیمیایی: این نانوپودر به دلیل خاصیت الکتروشیمیایی منحصر به فرد، در تولید انواع پوشش های ویژه، منسوجات ، پلاستیک ها و سایر محصولات استفاده می شود.

کاربردهای سنسور: در تولید حسگرها و سنسورهای دما برای CO ، فرمالدئید و سایر گازها مفید است.

الکترونیک: علاوه بر نقشهای مختلف در ذخیره انرژی، از این ماده بعضاً به عنوان مادهای برای قطعات الکتریکی در انواع مختلف استفاده می شود.

به عنوان الکترولیت در محلول های آبکاری نیکل استفاده می شود، یک دهنده اکسیژن در کاتالیزورهای نشر خودکار، تشکیل نیکل مولیبدات، آندزایی آلومینیوم، فریت های نیکل رسانا، در فرهای شیشه ای برای مینای چینی، ترمیستورها، واریستورها، سرمت ها و عناصر مقاوم حرارتی ایجاد می شود.

سالانه حدود 4000 تن NiO درجه شیمیایی تولید می شود. مونوکسید نیکل سیاه ماده متشکله نمک نیکل است که با عملیات روی اسیدهای معدنی بوجود می آید. NiO یک کاتالیزور هیدروژنی همه کاره است.

حرارت دهی مونوکسید نیکل با هیدروژن، کربن یا کربن مونوکسید آن را به نیکل فلزی احیا می کند. این ترکیب با اکسیدهای سدیم و پتاسیم در دماهای بالا ( بیشتر از 700 درجه سانتیگراد) ترکیب شده تا نیکل مربوطه را تشکیل دهد.