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氧化亞銅
一價銅的氧化物
基本信息
中文名
氧化亞銅
英文名
Copper (I) oxide
別名
氧化銅(Ⅰ); 一氧化二銅;紅色氧化銅
CAS號
1317-39-1
性質(zhì)
化學(xué)式
Cu2O
摩爾質(zhì)量
143.1g/mol
外觀
黃色、紅色或棕色晶體粉末
密度
6.0g/cm
熔點
1232℃
沸點
低于沸點在1800℃分解
溶解性
不溶于水，幾乎不溶于有機溶劑；溶于稀礦物酸、氨及其鹽類溶液。
危險性
警示術(shù)語
R:22-50/53
安全術(shù)語
S:2-22-60-61
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
Cu2O的晶體結(jié)構(gòu)為赤銅礦型，屬等軸晶系，晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體中存在兩種配位體，一種是[Cu-O2]的啞鈴狀，另一種是[O-Cu4]的四面體，四面體的四個頂角與氧相聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一個具有立方結(jié)構(gòu)的絡(luò)陰離子[ Cu4O5]，該立方體則相當(dāng)于一個晶胞。自然界中的Cu2O晶體完整晶形極為少見，大多呈致密塊狀和粒狀，偶爾可以見到有立方體a{100}，八面體o{111}和立方體、菱形十二面體d{110}所組成的聚形。在水熱條件下，Cu2O的結(jié)晶形態(tài)呈立方體、八面體、立方體和菱形組成的十二面體和五角十二面體p{021}所組成的聚形。
氧化亞銅晶體結(jié)構(gòu)
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氧化亞銅外觀為黃色至紅色粉末，熔點為1232℃，1800℃時分解成金屬銅，并放出氧氣。不溶于水，幾乎不溶于有機溶劑；溶于稀礦物酸、氨及其鹽類溶液。
氧化亞銅是一種p型半導(dǎo)體材料，禁帶寬度僅約2. 2eV，吸收波長為563nm的光子即可被激發(fā)，在可見光波段( 390-780nm)范圍內(nèi)，因此在太陽光的照射下即可引發(fā)光催化反應(yīng)，是一種極具潛力的光催化劑。
化學(xué)性質(zhì)
氧化亞銅熱穩(wěn)定性強，在加熱到1800℃時才會發(fā)生分解反應(yīng)，脫去氧氣。
2Cu2O
氧化亞銅在干燥空氣中穩(wěn)定，在濕空氣中易被氧化成黑色氧化銅。
2Cu2O + O2
Cu2O + 2H
Cu2O + 2Fe + 2H
Cu2O + 4NH3 + H2O
Cu2O + 2H + 4X
氧化亞銅易被氫、一氧化碳、碳?xì)浠衔?/a>等還原成金屬銅，紅熱時也能被對氧親和力強的元素（如Al、Zn、Fe）還原成銅。
制備方法
電解法
用銅的陰極和陽極電解食鹽溶液可制得氧化亞銅。在陰極上析出氫，生成OH離子，陽極上的銅溶解生成Cu。
2Cu + 2OH = Cu2O
干法
將沉淀銅粉在干燥筒內(nèi)烘干，粉碎，然后和氧化銅混合送入煅燒爐內(nèi)加熱到800～900℃進行煅燒，得到氧化亞銅。
Cu + CuO
濕法
葡萄糖還原法
2Cu(OH)2 + CH2OH(CHOH)4CHO
亞硫酸鈉還原法
硫酸銅（或氯化銅）被亞硫酸鈉還原而制得氧化亞銅?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：
2CuSO4 + 3Na2SO3
銅粉焙燒法
氧化亞銅可由銅粉在空氣中焙燒而制得。
4Cu + O2
水合肼還原法
4Cu（OOCH3）2 + N2H2 + 2H2O
雕白粉還原法
雕白粉(甲醛化二水次硫酸鈉）是亞硫酸氫鈉與甲醛的加成物。在硫酸銅溶液中，333～363K溫度條件下，于1h內(nèi)向硫酸銅溶液中加人雕白粉溶液得到沉淀，過濾，熱水洗滌除去硫酸根，干燥即得氧化亞銅。
H2CO·NaHSO3·2H2O + 2CuSO4 + 5NaOH
羥胺還原法
(NH2OH）2·H2SO4 + 4（CuSO4·5H2O）+ 10NaOH
應(yīng)用
農(nóng)業(yè)
氧化亞銅被加工成細(xì)微顆粒，易形成保護膜，耐雨水沖刷，釋放出來的銅離子與病原體作用，可有效抑制菌絲體的生長，破壞其生殖器官，起到殺菌作用。用于種子處理和葉面噴霧，拌種防治白粉病、葉斑病、枯萎病及腐爛病。
船舶防污涂料
工業(yè)氧化亞銅產(chǎn)品90%以上都用于船舶防污涂料。在涂料工業(yè)上用作防污涂料的防污劑，是通過海水對涂料和部分基料的溶解作用來實現(xiàn)防污的。銅離子在漆膜表面形成有毒溶液的薄層，可降低生物機體中主酶對生物生命代謝的活化作用，以此縮短生物壽命，并可使生物體內(nèi)蛋白質(zhì)凝固，從而達到防污的目的。氧化亞銅和海水作用如下：
Cu2O + 2H + 2Cl
光催化
氧化亞銅是一種p型半導(dǎo)體材料，在太陽光的照射下可引發(fā)光催化反應(yīng)，是一種極具潛力的光催化劑。氧化亞銅可以改變聚氯乙烯的熱解途徑，協(xié)同降低聚氯乙烯碳骨架的熱裂解速度和促進成炭量的增加，并使揮發(fā)物的生成量減少，從而實現(xiàn)對聚氯乙烯的阻燃和抑煙作用。氧化亞銅還可以光催化分解水，從水中提取氫氣。
太陽能電池
氧化亞銅是一種天然的p型半導(dǎo)體材料, 在氧化亞銅內(nèi)部存在著大量的VCu, 這也是氧化亞銅能夠進行p型導(dǎo)電的主要原因。為了增強太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率, 相關(guān)領(lǐng)域的研究者又使用Ca摻雜Zn O、Sn摻雜In2O3薄膜作為太陽能電池的n型層。在進行太陽能電池研究與制作的過程中, 加強氧化亞銅薄膜的質(zhì)量是提高太陽能電池性能的主要因素, 提高氧化亞銅的晶粒尺寸、降低氧化亞銅薄膜的電阻, 增強載流子的遷移率等都能夠起到提升氧化亞銅薄膜質(zhì)量的作用。
其他
以氧化亞銅為基，添加具有良好導(dǎo)電性的金屬銅而構(gòu)成的氧化物——金屬復(fù)合材料，可以用來制備熔鹽電解工藝過程中使用的非燃燒陽極。還可用作陶瓷和搪瓷的著色劑、紅色玻璃染色劑，還用于制造各種銅鹽和分析試劑及電器工業(yè)中的整流電鍍。氧化亞銅是斐林測試和本氏測試還原糖的基礎(chǔ)，含有醛基或酮基的單糖和多糖的水解產(chǎn)物，在堿性條件下煮沸能使斐林試劑中的二價銅離子還原為一價的氧化亞銅，而使藍色的斐林試劑脫色。
安全事宜
毒性
大鼠極性經(jīng)口LD50 1400mg/kg，急性經(jīng)皮LD50>4000mg/kg。對兔皮膚和眼睛有輕微刺激，大鼠亞慢性經(jīng)口LD50 500mg/kg,ADI 2mg/kg/d。
健康危害
氧化亞銅可通過吸入和食入吸收到體內(nèi)。
短期接觸：該物質(zhì)刺激眼睛和呼吸道。吸入煙霧可能導(dǎo)致金屬煙霧熱。攝入可能會對腎臟和肝臟造成影響。效果可能會延遲。
長期接觸：反復(fù)或長期接觸皮膚可能引起皮炎。
儲存與運輸
本品為劇毒物，應(yīng)貯存于干燥通風(fēng)良好的庫房內(nèi)，不得與氧化劑混放。容器必須密封，防止與空氣接觸變成氧化銅而降低使用價值。不可與強酸、強堿及食用物品共貯混運。
應(yīng)急處理
氧化亞銅不可燃，周圍環(huán)境著火時，允許使用各種滅火劑。
發(fā)生泄露時，如果條件允許，先潤濕以防止起塵。將泄漏物掃入有蓋容器中。小心地收集剩余物。然后根據(jù)當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)進行儲存和處置。
急救措施
吸入：將患者移至空氣新鮮處，休息，并及時就醫(yī)。
食入：及時漱口，大量飲水，并及時就醫(yī)。
眼睛：先用大量水沖洗幾分鐘（如可能易行，摘除隱形眼鏡），然后就醫(yī)。
皮膚：脫去污染的衣服，沖洗，然后用水和肥皂洗皮膚。并及時就醫(yī)。
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作者
