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氧化亞銅
一價(jià)銅的氧化物
氧化亞銅（Copper (I) oxide），化學(xué)式為Cu2O，是一種黃色至紅色粉末的氧化物，熔點(diǎn)為1232℃，1800℃時(shí)分解成金屬銅，并放出氧氣。不溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑；溶于稀礦物酸、氨及其鹽類溶液。在干燥空氣中穩(wěn)定，在濕空氣中會(huì)逐漸氧化成黑色氧化銅。易被氫、一氧化碳等還原成金屬銅，紅熱時(shí)也能被對氧親和力強(qiáng)的元素（如Al、Zn、Fe）還原成銅。氧化亞銅可由電解法、干法和葡萄糖還原法等制得。氧化亞銅可用于作物的殺菌劑，陶瓷著色劑和玻璃染色劑，在電器工業(yè)和船舶工業(yè)方面均有廣泛應(yīng)用。
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(diǎn)
1232℃
沸點(diǎn)
低于沸點(diǎn)在1800℃分解
溶解性
不溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑；溶于稀礦物酸、氨及其鹽類溶液。
危險(xiǎn)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(gè)頂角與氧相聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一個(gè)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(gè)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(diǎn)為1232℃，1800℃時(shí)分解成金屬銅，并放出氧氣。不溶于水，幾乎不溶于有機(jī)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(qiáng)，在加熱到1800℃時(shí)才會(huì)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
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(jìn)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。化學(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(hù)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(shí)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(jī)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(dá)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(jìn)成炭量的增加，并使揮發(fā)物的生成量減少，從而實(shí)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(jìn)行p型導(dǎo)電的主要原因。為了增強(qiáng)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(jìn)行太陽能電池研究與制作的過程中, 加強(qiáng)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(qiáng)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(jià)銅離子還原為一價(jià)的氧化亞銅，而使藍(lán)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(huì)對腎臟和肝臟造成影響。效果可能會(huì)延遲。
長期接觸：反復(fù)或長期接觸皮膚可能引起皮炎。
儲(chǔ)存與運(yùn)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(jià)值。不可與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及食用物品共貯混運(yùn)。
應(yīng)急處理
氧化亞銅不可燃，周圍環(huán)境著火時(shí)，允許使用各種滅火劑。
發(fā)生泄露時(shí)，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(jìn)行儲(chǔ)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(shí)就醫(yī)。
食入：及時(shí)漱口，大量飲水，并及時(shí)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(shí)就醫(yī)。
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作者
