三氧化二镍的应用

2020/10/22 21:04:06

【背景及概述】[1][2][3]

三氧化二镍又名氧化高镍、过氧化镍。黑色有光泽的粉末。分子式Ni2O3,CAS号12035-36-8,分子量165.42。密度4.83。不溶于水,溶于硫酸和硝酸放出氧,溶于盐酸放出氯,也溶于氨水。在 600℃时可还原为一氧化镍。三氧化二镍可用作电子元件材料、蓄电池材料等,如利用它的强氧化性制成镉镍碱性电池,也可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池。

目前三氧化二镍的制备方法为将硝酸镍干燥后,250℃灼烧制得三氧化二镍,这种方法制得的三氧化二镍纯度低,杂质含量高,只能用作陶瓷、玻璃、搪瓷的着色颜料,不能满足电子行业、航天技术飞速发展的需要。如果吸入三氧化二镍,请将患者移到新鲜空气处;如果皮肤接触,应脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤,如有不适感,就医;如果眼晴接触,应分开眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,并立即就医;如果食入,立即漱口,禁止催吐,应立即就医。

【应用】[2][3]

三氧化二镍可用作陶瓷、玻璃、搪瓷的着色颜料。也可用于镍粉的制造。其应用举例如下:

1. 用于制备一种锌银金属复合材料,步骤为:步,按照组份的质量份数配比称取锌100份、碳化硅25-45份、三氧化二镍15-35份、氧化锆纤维5-25份、银80-100份、碳酸钠5-15份、碳6-10份、石墨烯1-5份、聚氯乙烯15-35 份、硬脂酸钡0.5-4.5份、SEP5-15份、沸石粉30-50份、滑石粉10-30份、硅灰石20-40份、重质碳酸钙20-60份;第二步,将锌、氧化锆纤维、三氧化二镍和银投入球磨机中球磨,球磨30-50min,然后投入干燥机中干燥;第三步,将碳化硅、碳、碳酸钠、聚氯乙烯、硬脂酸钡和SEP投入带有加热器、温度计和搅 拌器的反应釜中,升温至40-60℃,搅拌15-35min,加入剩余材料,升温至120-140℃,继续搅 拌60-100min,搅拌后的产物在160-180℃下模压10-30min;第四步,在模压后的产物一面上一次电沉积氧化锆纤维和锌,在模压后的产物另一面 上一次电沉积三氧化二镍和银,沉积完全后在煅烧炉中1550-1750℃下煅烧即得。

2. 制备一种密度高,稳定性好,结构强度高,容易烧制成型的陶瓷材料。由以下材料制成:氧化铝、铝酸锶、硅藻土、氧化钡、辛基酚聚氧乙烯醚、三氧化二镍、活性炭粉、稳定剂、硼氢化锂、羟基磷灰石、硼氢化钠、锆钛酸铅、石英尾矿、过 氧化氢、碳化硅、银粉、滑石、二氧化钛、二氧化锰和高岭土,所述原料由以下重量份数配比组成:氧化铝20-25份、铝酸锶16-20份、硅藻土22-24份、氧化钡5-10份、辛基酚聚氧乙烯醚 3-8份、三氧化二镍9-15份、活性炭粉14-16份、稳定剂6-8份、硼氢化锂3-6份、羟基磷灰石 11-14份、硼氢化钠5-8份、锆钛酸铅6-9份、石英尾矿1-3份、过氧化氢2-4份、碳化硅7-11份、 银粉5-6份、滑石13-17份、二氧化钛7-12份、二氧化锰6-8份和高岭土3-9份。添加的氧化铝、铝酸锶、硅藻土、氧化钡、辛基酚聚氧乙烯醚、三氧化二镍、活性炭粉、稳定剂、硼氢化锂、羟基磷灰石、硼氢化钠和锆钛酸铅等材料能够保持密度高,稳定性好,结构强度高;采用的制备方法保持容易烧制成型,成品率高。

3. 用于制备一种用于烧制琉璃饰品的琉璃,其组成成分及其重量份比例为:

粒度范围是0.4-0.6mm的石英砂70-78%;助熔剂:氧化铅5%-10%和硝酸钠6%-8%;澄清剂:硫酸钡4%-8%;以及着色剂:三氧化二镍4%-8%,氧化镉3%-6%和氧化亚铜2%-5%;其它:滑石粉1%、钠水玻璃2%和红硅石粉1%。所述石英砂的粒度范围是0.5mm。由于本发明的琉璃配方中选择了较合适的原料种类,同时各类原料选择了较佳的用量,这样各类原料通过彼此的共同作用,易烧制且能够使制得的琉璃饰品具有较佳的品质。

【制备】[4]

 一种分析纯三氧化二镍的制备方法,采用以下技术方案:

1)硝酸镍除铁:将硝酸镍溶解在蒸馏水中,加双氧水氧化,其中硝酸镍、蒸馏水、双氧水的重量份数比为1∶3∶0.01,加热至80~90℃,边搅拌边缓慢加入85~100g/L碳酸钠溶液,控制溶液pH值为1.6~2.0,滴加1.5~2小时,继续加碳酸钠至溶液pH值至4.0~4.5,溶液中无铁离子,过滤,得溶液A;

2)除钙、镁离子:将溶液A加热至85~95℃,缓慢加入氟化铵,控制溶液pH值为5~6.5,静置2~3小时,过滤,得溶液B;

3)合成草酸镍:将溶液B在40~60℃下加热浓缩,浓缩至相对密度15~18°Be,边搅拌边加入1.04~1.05g/L的草酸溶液,控制溶液pH值为4.5~5.5,生成草酸镍沉淀,将沉淀洗涤、抽干,得草酸镍;

4)制得分析纯三氧化二镍:将草酸镍移入镍盘中在200~300℃下进行煅烧,煅烧时间3~4小时,密闭冷却、研磨、过筛,即得分析纯三氧化二镍。

【主要参考资料】

[1] 简明精细化工大辞典

[2] 熊立新;荆钟;王勇一种锌银金属复合材料的制备方法 . CN201711412094.3,申请日2017-12-23

[3] 关宝强.一种陶瓷材料及其制备方法. CN201610699906.6,申请日2016-08-22 

[4] 胡建华.一种分析纯三氧化二镍的制备方法. CN200910070649.X,申请日2009-09-28

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