一氧化鎳

一氧化鎳

一氧化鎳是一種常見的無機化合物，是二價鎳的氧化物，化學式為NiO，呈綠色粉末，生活中套用廣泛，也用於製取高純（>99.98%的鎳）。本品對人體健康有害，接觸時需注意防護，對人體可能有致癌、致敏的風險。

基本介紹

  • 中文名：氧化鎳
  • 英文名：NICKEL(II)  OXIDE
  • 別稱：氧化鎳（II），一氧化鎳，綠色氧化鎳
  • 化學式：NiO
  • 分子量：74.71
  • CAS登錄號：1313-99-1
  • EINECS登錄號：215-215-7
  • 熔點：1980±20℃
  • 水溶性：不溶於水
  • 密度：6.84 g/cm3
  • 外觀：綠色晶體
  • 套用：陶瓷與玻璃、催化劑、電池與半導體器件
  • 安全性描述：吸入的一氧化鎳粉塵會在肺中沉積
  • 危險性符號：長期吸入一氧化鎳可能會導致肺部疾病，比如哮喘
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理化特性

物理性質

氧化鎳為綠色粉末狀固體。熔點為1980±20℃。密度為6.67g/cm3。不溶於水，不溶於鹼液，為鹼性氧化物，溶於酸和氨水。
氧化鎳晶型氧化鎳晶型
氧化鎳內部結構糾纏導致載流子無法流動，導致氧化鎳為絕緣體，不導電。
此外氧化鎳的物理性質也隨製備溫度的變化而變化，隨製備溫度的升高，其密度和電阻增加，溶解度和催化活性降低。
晶體結構為立方晶系，NiO的晶體結構與氯化鈉類似，即岩鹽結構，其中每個Ni周圍有六個最近距離的O，氧原子形成正八面體，鎳原子處於其中心；反之亦然，氧原子也處於鎳原子形成的正八面體中。整個晶體可以看作是呈面心立方排布的Ni和同樣呈面心立方的O交錯而成。

化學性質

如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免與鹵素、過氧化氫、硫化氫等接觸。
低溫製得一氧化鎳具有化學活性，1000 ℃高溫煅燒製得的一氧化鎳呈綠黃色，活性小。
受熱時顏色變黃。加熱至400℃時吸收空氣中的氧氣生成Ni2O3，600℃時則還原成NiO。溶於酸和氨水。不溶於水。
反應式為：4NiO+O2==400℃==2Ni2O3，2Ni2O3==600℃==4NiO+O2。

生產方法

1、將NiCO3或Ni(NO3)2·6H2O置於鉑坩堝內，在1000～1100℃加熱6h，然後在不含O2的N2中冷卻。若在空氣中冷卻，表面會結皮(Ni2O3)，它可以用H2在100℃還原除去。
NiCO3
NiO+CO2↑
Ni(NO3)2·6H2O
NiO+2HNO3+4H2O
2、將NiCO3放在一個梨形分解器中，用不含O2的N2反覆充入和抽去，以除去其中的空氣。然後在100℃下將裝置抽成高真空，再加熱至350℃，維持90min。產物轉移至事先準備好的玻璃泡內，隨即密封。
NiCO3
NiO+CO2↑
3、採用碳酸鎳法和氨法。碳酸鎳法是將金屑鎳在硫酸或硝酸中溶解，加入純鹼生成碳酸鎳，再經洗滌、乾燥、燃燒而得。氨法是將鎳廢料破溶，加入硫酸銨生成硫酸鎳銨，再經脫水、煅燒、粉碎而得。
Ni+H2SO4====NiSO4+H2↑
NiSO4+Na2CO3====Na2SO4+NiCO3
NiCO3
NiO+CO2↑
4、鎳鹽煅燒分解法將鎳合金下腳料（含鐵、銅、鉻等）經用硫化氫、雙氧水、碳酸鈉、氨水除去銅、鐵、錳、鉻等雜質後，與硫酸反應製成硫酸鎳銨，再經焙燒、粉碎，製得一氧化鎳成品。
(NH4)2Ni(SO4)2=====NiO+SO3+(NH4)HSO4+NH3

用途

1、用作搪瓷的密著劑和著色劑，陶瓷和玻璃的顏料。在磁性材料生產中用於生產鎳鋅鐵氧體等，以及用作製造鎳鹽原料、鎳催化劑並在冶金、顯像管中套用。用作電子元件材料、催化劑、搪瓷塗料和蓄電池材料。
2、NiO可用於還原製取鎳單質，但是注意絕對不能在無防護條件下用CO還原NiO，這是因為Ni和CO反應生成劇毒易揮發的四羰基鎳Ni(CO)4，很難解毒，易發生危險。
通常使用H2等較為安全的還原劑還原NiO
NiO+H2==高溫==Ni+H2O
3、用於制鎳鹽、陶瓷、玻璃、催化劑、磁性材料等。
4、用作電子元件材料、蓄電池材料。

安全風險

風險術語

R43與皮膚接觸可能致敏。
R49吸入可能致癌。
R53可能對水體環境產生長期不良影響。

安全術語

S37戴適當手套。
S45若發生事故或感不適，立即就醫（可能的話，出示其標籤）。
S53避免接觸，使用前須獲得特別指示說明。
S61避免釋放至環境中。參考特別說明/安全數據說明書。

健康危害

空氣中最高容許濃度：二價鎳氧化物為0.5mg/m3（以鎳計）。
生產時操作人員要戴防毒口罩及防毒面具，應最大程度防止皮膚直接接觸。儘量實行機械化操作，避免粉塵。工作中接觸鎳化合物的人員要定期檢查身體。
對是水稍微有危害的不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水、水道或者污水系統，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。

急救措施

皮膚接觸：脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入：脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐。就醫。

消防措施

危險特性：未有特殊的燃燒爆炸特性。
有害燃燒產物：自然分解產物未知。
滅火方法：消防人員必須穿全身防火防毒服，在上風向滅火。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。若大量泄漏，用塑膠布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。

操作注意事項

密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴防塵面具（全面罩），穿膠布防毒衣，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

計算化學數據

1、 氫鍵供體數量：0
2、 氫鍵受體數量：1
3、 可旋轉化學鍵數量：0
4、 拓撲分子極性表面積（TPSA）：17.1
5、 重原子數量：2
6、 表面電荷：0
8、 同位素原子數量：0
9、 確定原子立構中心數量：0
10、 不確定原子立構中心數量：0
11、 確定化學鍵立構中心數量：0
12、 不確定化學鍵立構中心數量：0
13、 共價鍵單元數量：1

儲存運輸

如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免與鹵素、過氧化氫、硫化氫等接觸。
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與酸類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。容器必須密封，防止受潮結塊。

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