碘化铜的制备和用途

2023/5/10 8:54:12

简介

碘化铜具有很好的光学、电化学和催化性能,有着广泛的应用前景。碘化铜作为一种固体电解质,可用作太阳能电池的固体电解质、阳极射线管覆盖物;作为一种很好的催化剂,可代替一些昂贵的金属钯等元素作为有机合成的重要催化剂。另外碘化铜也作为食品和饲料添加剂起补充微量元素碘和铜的作用。碘化铜的制备方法较多,也较易制备,常见的如铜与碘共热反应、铜与氢碘酸反应、铜与碘仿共热反应等。此外,还有激光脉冲沉淀、磁控溅射和真空蒸发等物理方法。但上述方法操作复杂,反应时间较长,且产品收率不高,三废较多,不适合工业化生产[1]。

图1 碘化铜

图1 碘化铜

制备

将碘加入到碘化钾溶液中,配成三碘化钾溶液;向三碘化钾溶液中加入铜粉,并升温至70‑80℃反应1h;再将混合液升温至104℃,回流反应至碘化铜全部溶解;将碘化铜溶液趁热抽滤,用热水洗涤滤饼;将滤液中加入水沉淀30 min;将的混合液进行抽滤,用水洗涤滤饼,然后打浆洗涤两次,淋洗一次,得到碘化铜湿品;将碘化铜湿品在120℃下真空干燥3h,得到碘化铜。本制备工艺简单,直接使用利用铜粉与碘单质反应,避免使用含碘无机物、硫酸铜,降低生产成本;能够实现未反应的铜、水、碘化钾溶液的循环利用,无三废产生,安全、绿色环保,成本低应用,易于产业化[1]。

用途

碘化铜在常温下呈白色粉末状或者白色晶体状。熔点为606℃,沸点为1290℃。室温下就可以结晶析出,不易被可见光分解,溶于水和乙醇,本征为P型半导体材料,相较于其他P型半导体材料(如Cu Cl,CuO)性能更加稳定。碘化铜禁带宽度的理论值和实验值为3.1 eV到3.2 eV,对可见光透明,作为本征为P型的材料,铜空位为主要的浅能级(大约0.5e V)受主缺陷。碘化铜的亲和能大约为2.1e V,费米能级约为5.1e V,对比于其他半导体料,碘化铜是价带顶能级最小的材料。如此的特性使得碘化铜很容易与金属电极或者ITO等透明电极形成良好的欧姆接触。相反,如P型的ZnO的费米能级达到大约7.3e V,很难与金属形成欧姆接触。因此碘化铜既可以做透明电极又可以做PN结的P型材料,同时在透明电子器件应用中是一个不错的选择[2]。

参考文献

[1] 翟永利,刘亚琪,周丽娜. 一种碘化铜的绿色环保制备工艺[P]. 山东省:CN111606350B,2022-10-04.

[2] 明帅强,李楠,赵丽莉,何萌,卢维尔,夏洋,文庆涛,高雅增,冷兴龙,李培源,屈芙蓉,刘涛. 一种碘化铜薄膜的制备方法[P]. 北京市:CN113699506B,2022-08-30.

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