氧化镍

    化镍(Ⅱ)是一种常见的无机化合物,是二价镍的氧化物,化学式为NiO,呈绿色粉末,生活中应用广泛,也用于制取高纯(>99.98%的镍)。本品对人体健康有害,接触时需注意防护,对人体可能有致癌、致敏的风险。

    1理化特性

    物理性质

    外观与性状: 绿色粉末。

    熔点:1980±20℃。

    密度:6.67g/cm3。

    溶解性: 不溶于水,不溶于碱液,为碱性氧化物,溶于酸和氨水。[1]

    导电性:氧化镍内部结构纠缠导致载流子无法流动,导致氧化镍为绝缘体,不导电。[2]

    此外氧化镍的物理性质也随制备温度的变化而变化,随制备温度的升高,其密度和电阻增加,溶解度和催化活性降低。[2]

    晶体结构为立方晶系,NiO的晶体结构与类似,即岩盐结构,

    其中每个Ni周围有六个最近距离的O,氧原子形成正八面体,镍原子处于其中心;反之亦然,氧原子也处于镍原子形成的正八面体中。整个晶体可以看作是呈面心立方排布的Ni和同样呈面心立方的O交错而成。[3]

    化学性质

    如果遵照规格使用和储存则不会分解,未有已知危险反应,避免与卤素、过氧化化氢等接触。

    低温制得一氧化镍具有化学活性,1000 ℃高温煅烧制得的一氧化镍呈绿黄色,活性小。

    受热时颜色变黄。加热至400℃时吸收空气中的氧气生成Ni2O3,600℃时则还原成NiO。溶于酸和氨水。不溶于水。[4]

    反应式为:4NiO+O2==400℃==2Ni2O3,2Ni2O3==600℃==4NiO+O2。

    2生产方法

    1、将NiCO3或Ni(NO3)2·6H2O置于坩埚内,在1000~1100℃加热6h,然后在不含O2的N2中冷却。若在空气中冷却,表面会结皮(Ni2O3),它可以用H2在100℃还原除去。[4]

    NiCO3NiO+CO2↑

    Ni(NO3)2·6H2ONiO+2HNO3+4H2O

    2、将NiCO3放在一个梨形分解器中,用不含O2的N2反复充入和抽去,以除去其中的空气。然后在100℃下将装置抽成高真空,再加热至350℃,维持90min。产物转移至事先准备好的玻璃泡内,随即密封。[4]

    NiCO3 NiO+CO2↑

    3、采用酸镍法和氨法。碳酸镍法是将屑镍在硫酸或硝酸中溶解,加入纯碱生成碳酸镍,再经洗涤、干燥、燃烧而得。氨法是将镍废料破溶,加入硫酸铵生成硫酸镍铵,再经脱水、煅烧、粉碎而得。[4]

    Ni+H2SO4====NiSO4+H2↑

    NiSO4+Na2CO3====Na2SO4+NiCO3

    NiCO3NiO+CO2↑

    4、镍盐煅烧分解法将镍合金下脚料(含等)经用硫化氢、双氧水、碳酸钠、氨水除去铜、铁、、铬等杂质后,与硫酸反应制成硫酸镍铵,再经焙烧、粉碎,制得一氧化镍成品。[4]

    (NH4)2Ni(SO4)2=====NiO+SO3+(NH4 )HSO4+NH3[5]

    3用途

    1、用作搪瓷的密着剂和着色剂,陶瓷和玻璃的颜料。在磁性材料生产中用于生产镍铁氧体等,以及用作制造镍盐原料、镍催化剂并在冶金、显像管中应用。用作电子元件材料、催化剂、搪瓷涂料和蓄电池材料。[2]

    2、NiO可用于还原制取镍单质,但是注意绝对不能在无防护条件下用CO还原NiO,这是因为Ni和CO反应生成剧毒易挥发的四羰基镍Ni(CO)4,很难解毒,易发生危险。

    通常使用H2等较为安全的还原剂还原NiO

    NiO+H2==高温==Ni+H2O[4]

    3、用于制镍盐、陶瓷、玻璃、催化剂、磁性材料等。

    4、用作电子元件材料、蓄电池材料。[2]

    4安全风险

    风险术语

    R43与皮肤接触可能致敏。

    R49吸入可能致癌。

    R53可能对水体环境产生长期不良影响。[2]

    安全术语

    S37戴适当手套。

    S45若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

    S53避免接触,使用前须获得特别指示说明。

    S61避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。[2]

    健康危害

    空气中最高容许浓度:二价镍氧化物为0.5mg/m3(以镍计)。

    生产时操作人员要戴防毒口罩及防毒面具,应最大程度防止皮肤直接接触。尽量实行机械化操作,避免粉尘。工作中接触镍化合物的人员要定期检查身体。[2]

    对是水稍微有危害的不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或者污水系统,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。[4]

    急救措施

    皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

    眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

    吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

    食入:饮足量温水,催吐。就医。[6]

    消防措施

    危险特性:未有特殊的燃烧爆炸特性。

    有害燃烧产物:自然分解产物未知。

    灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。[6]

    泄漏应急处理

    隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。[6]

    操作注意事项

    密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿胶布防毒衣,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。[6]

    5计算化学数据

    1、 氢键供体数量:0

    2、 氢键受体数量:1

    3、 可旋转化学键数量:0

    4、 拓扑分子极性表面积(TPSA):17.1

    5、 重原子数量:2

    6、 表面电荷:0

    8、 同位素原子数量:0

    9、 确定原子立构中心数量:0

    10、 不确定原子立构中心数量:0

    11、 确定化学键立构中心数量:0

    12、 不确定化学键立构中心数量:0

    13、 共价键单元数量:1[4]

    6储存运输

    如果遵照规格使用和储存则不会分解,未有已知危险反应,避免与卤素、过氧化氢、硫化氢等接触。

    储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。容器必须密封,防止受潮结块。[6]

    氧化镍(Ⅱ)是一种常见的无机化合物,是二价镍的氧化物,化学式为NiO,呈绿色粉末,生活中应用广泛,也用于制取高纯(>99.98%的镍)。本品对人体健康有害,接触时需注意防护,对人体可能有致癌、致敏的风险。

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