Kromit tembaga, formula kimianya ialah CuCr2O4, CAS 12053-18-8. Ia adalah serbuk hijau gelap dengan struktur kristal polihedral. Mengikut kaedah penyediaan dan pengubahsuaian permukaan yang berbeza, ia juga boleh mempamerkan saiz dan bentuk zarah yang berbeza, seperti sfera, kolumnar heksagon atau berbentuk rod, dan lain-lain. Ia adalah konduktor elektrik dan haba yang sangat baik. Kerana ia mengandungi tembaga, ia mampu mengalirkan elektrik dan haba dengan cekap. Malah, ia mempunyai aplikasi penting dalam peralatan elektronik dan penyejukan. Keterlarutan sangat rendah dalam air dan kebanyakan pelarut organik. Had keterlarutan ini memberikan produk kestabilan yang sangat baik dan kebolehgunaan semula dalam aplikasi pemangkin. Ia adalah bahan antiferromagnetik. Apabila diletakkan dalam medan magnet luaran, momen magnetnya sejajar dalam arah bertentangan dengan medan magnet luaran. Kemagnetan ini menjadikan produk mempunyai kesan khas dalam penggunaan pemangkin. Ia adalah sebatian logam bukan organik. Kompaun ini digunakan secara meluas dalam industri kimia sebagai pemangkin. Sebagai pemangkin, ia telah digunakan secara meluas, dan ia juga telah menunjukkan nilai aplikasinya yang sangat tinggi dalam bidang elektronik, aloi keras, peralatan penyejukan, sel bahan api, kaca optik dan pigmen. Penggunaan ini bukan sahaja mencerminkan sifat fizikal produk yang sangat baik dalam banyak aspek, tetapi juga menggambarkan prospek penggunaannya yang luas.
|
|
|
Kromit tembaga(formula kimia CuCr2O4 atau Cu2Cr2O5), sebagai oksida logam jenis spinel, memainkan peranan yang tidak boleh digantikan dalam medan aeroangkasa kerana struktur kristalnya yang unik (ion tembaga menduduki lompang tetrahedral, ion kromium diagihkan dalam lompang oktahedral) dan kestabilan haba yang sangat baik, kestabilan kimia dan aktiviti pemangkin. Aplikasinya berjalan melalui pelbagai pautan teras seperti enjin roket, sistem pendorong peluru berpandu, perlindungan haba kapal angkasa, penyimpanan tenaga dan penukaran, dan telah menjadi bahan utama untuk mempromosikan penemuan dalam teknologi aeroangkasa.
1. Fungsi teras dan mekanisme tindakan
Ia adalah salah satu pemangkin kadar pembakaran yang paling penting dalam propelan pepejal komposit. Zarah logamnya mempunyai luas permukaan khusus yang tinggi dan tenaga permukaan, yang boleh meningkatkan kadar pembakaran propelan dengan ketara, sambil mengurangkan indeks tekanan (sensitiviti kadar pembakaran kepada perubahan tekanan), membolehkan enjin mengekalkan pembakaran yang stabil pada julat tekanan yang luas. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa saiz zarah mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi propelan:
Mengurangkan saiz zarah boleh merendahkan-tenaga pengaktifan penguraian suhu rendah, meningkatkan-kadar tindak balas penguraian suhu tinggi, dengan itu meningkatkan-kadar pembakaran tekanan tinggi dan mengurangkan indeks tekanan. Sebagai contoh, apabila saiz zarah oxocopper berkurangan dari paras mikrometer ke paras nanometer, kadar pembakaran propelan boleh ditingkatkan sebanyak 15% -20%, dan indeks tekanan dalam bahagian tekanan tinggi boleh dikurangkan sebanyak 0.2-0.3.
2. Pengoptimuman formula dan kesan sinergistik
Untuk meningkatkan lagi prestasi, ia sering digunakan dalam kombinasi dengan pemangkin kadar pembakaran lain seperti oksida besi dan tiub nano karbon. Sebagai contoh, dalam propelan komposit HTPB (hydroxyl terminated polybutadiena), mencampurkan oxocopper dengan ferrocene dalam nisbah 3:1 boleh meningkatkan kadar pembakaran sebanyak 25% sambil mengekalkan indeks tekanan di bawah 0.5. Di samping itu, pengedaran saiz zarahnya perlu dikawal ketat: saiz zarah yang terlalu kecil boleh membawa kepada penggumpalan dan menjejaskan keterserakan dengan mudah; Jika saiz zarah terlalu besar, kecekapan pemangkin akan berkurangan. Serbuk oxocopper dengan saiz zarah seragam boleh disediakan dengan pengeringan semburan, pengilangan bebola dan proses lain untuk memastikan pengedaran seragam dalam propelan.
3. Kes aplikasi biasa
Enjin roket: Dalam penggalak pepejal roket siri Long March, ia berfungsi sebagai pemangkin kadar pembakaran utama, membolehkan kadar pembakaran propelan mencapai 8-12 mm/s (tekanan atmosfera), memenuhi keperluan tujahan tinggi semasa berlepas roket.
Sistem pendorong peluru berpandu: Dalam enjin peringkat ketiga jenis peluru berpandu balistik tertentu, digabungkan dengan pemangkin komposit natrium borohidrida, propelan boleh mengekalkan kadar pembakaran 6-8mm/s dalam persekitaran vakum, memastikan peluru berpandu tepat mengenai sasaran.
1. Kestabilan suhu tinggi dan aktiviti antioksidan
When spacecraft re-enter the atmosphere, the surface temperature can exceed 2000 ℃, and traditional materials are prone to failure due to oxidation. It can maintain structural stability even at high temperatures (>1500 darjah ), dan lapisan kromium oksida (Cr ₂ O3) padat yang terbentuk pada permukaannya dengan berkesan boleh menghalang resapan oksigen dan memanjangkan hayat perkhidmatan bahan. Sebagai contoh, dalam sistem perlindungan haba kapsul pemulangan, salutan boleh memanjangkan masa rintangan suhu bahan dari 120 saat kepada 180 saat, memberikan jaminan untuk pendaratan kapal angkasa yang selamat.
2. Rintangan kejutan terma dan prestasi anti mengelupas
When spacecraft rapidly pass through the atmosphere, the surface temperature changes sharply (Δ T>1000 darjah / s), yang boleh menyebabkan salutan mengelupas. Dengan mengoptimumkan struktur kristal (seperti mengurangkan saiz butiran dan meningkatkan ketumpatan sempadan butiran), prestasi kejutan haba boleh dipertingkatkan dengan ketara. Eksperimen telah menunjukkan bahawa rawatan khaskromit tembagasalutan mengekalkan lebih 95% lekatan selepas 20 kitaran haba (2000 darjah → suhu bilik), yang jauh lebih baik daripada salutan alumina tradisional (lekatan menurun kepada 70%).
3. Senario aplikasi biasa
Jubin perlindungan terma untuk kapsul pemulangan: Dalam kapsul pemulangan kapal angkasa siri Shenzhou, salutan oxocopper digunakan pada bahagian utama (seperti dinding bawah dan sisi), digabungkan dengan gentian silikon karbida-bahan komposit matriks seramik bertetulang (C/SiC) untuk membentuk struktur perlindungan terma kecerunan, yang membolehkan ketumpatan 5M2 ketumpatan puncak/puncak.
Hypersonic aircraft nose cone: At the nose cone of a certain type of hypersonic aircraft (speed>5 Mach), salutan komposit aloi berasaskan tungsten boleh menahan suhu tinggi 2200 darjah sambil mengekalkan kekasaran permukaan Ra<0.8 μ m, reducing aerodynamic heating losses.
Sistem Tenaga Kapal Angkasa: 'Hab Teras' untuk Penyimpanan dan Penukaran Tenaga
1. Bahan elektrod sel bahan api
Dalam sel bahan api oksida pepejal (SOFC), ia boleh digunakan sebagai bahan katod, dan struktur spinelnya menyediakan kekosongan oksigen yang banyak, menggalakkan kinetik tindak balas pengurangan oksigen (ORR). Penyelidikan telah menunjukkan bahawa rintangan polarisasi katod berasaskan oxocopper pada 800 darjah hanya 0.1 Ω· cm², iaitu 67% lebih rendah daripada katod berasaskan kobalt tradisional (0.3 Ω· cm ²), meningkatkan ketumpatan kuasa keluaran bateri dengan ketara (dari 0.5W/cm ² kepada 0.8W/cm²).
2. Penyimpanan dan penukaran tenaga hidrogen
Ia mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang tenaga hidrogen:
Pengeluaran hidrogen fotokatalitik: Melalui tindak balas pemisahan air fotokatalitik (2H ₂ O → 2H ₂+O ₂), pemangkin boleh mencapai kecekapan penukaran tenaga hidrogen suria sebanyak 4.2% di bawah penyinaran cahaya ultraviolet, iaitu 133% lebih tinggi daripada pemangkin TiO ₂ tradisional (1.8%).
Pembaharuan alkohol untuk pengeluaran hidrogen: Dalam tindak balas pembentukan semula wap metanol (CH ∝ OH+H ₂ O → 3H ₂+CO ₂), pemangkin disokong oksocopper (seperti CuCr ₂ O ₄/Al ₂ O ∝) boleh mencapai kadar penukaran metanol 98% lebih daripada 98% sumber hidrogen yang stabil untuk sel bahan api kapal angkasa.
3. Kes aplikasi biasa
Sistem Tenaga Asas Lunar: Dalam pelan asas bulan yang dicadangkan NASA, peranti fotokatalitik berasaskan oxocopper digunakan untuk menghasilkan hidrogen daripada cahaya matahari permukaan bulan, digabungkan dengan sel bahan api untuk mencapai bekalan kuasa tanpa gangguan 24 jam. Satu sistem boleh menghasilkan sehingga 10kg hidrogen setiap hari, memenuhi keperluan harian tiga angkasawan.
Bekalan kuasa rover Mars: Pada rover Mars "Perseverance", pemangkin oxocopper digunakan pada sistem tenaga tambahan penjana termoelektrik isotop radioaktif (RTG), menyediakan kuasa sandaran untuk rover melalui reformasi metanol untuk menghasilkan hidrogen, memanjangkan hayat misi kepada 14 tahun.
1. Pemangkin penulenan gas ekzos
CO ₂, kesan sebatian organik meruap (VOC) yang dihasilkan oleh pernafasan angkasawan, dan NOx yang dipancarkan oleh peralatan dalam kabin kapal angkasa yang tertutup perlu disucikan dalam masa nyata. Pemangkin boleh memangkinkan pengoksidaan bahan pencemar ini dengan cekap pada suhu rendah (50-100 darjah ):
Pengoksidaan CO: Di bawah tindakan pemangkin komposit CuCr ₂ O ₄/CeO ₂, CO boleh ditukar sepenuhnya kepada CO ₂ pada 80 darjah, dengan kadar tindak balas 0.5mol/(g · h).
Penyingkiran VOC: Untuk VOC biasa seperti formaldehid dan benzena, kadar mineralisasi pemangkin oxocopper melebihi 99%, mengelakkan pencemaran sekunder.
2. Bahan rawatan air
Dalam sistem kitar air kapal angkasa, ia boleh digunakan sebagai penjerap untuk membuang ion logam berat (seperti Hg ² ⁺, Pb ² ⁺) dan bahan pencemar organik. Kumpulan Cr OH dengan cas positif pada permukaannya boleh menangkap ion logam berat melalui penjerapan dan penggumpalan elektrostatik, dengan kapasiti penjerapan 120mg/g (Hg ² ⁺), iaitu 140% lebih tinggi daripada karbon teraktif (50mg/g).
3. Senario aplikasi biasa
Sistem Sokongan Hayat Stesen Angkasa Antarabangsa: Dalam sistem penjanaan semula oksigen Stesen Angkasa Antarabangsa, katil pemangkin boleh beroperasi secara berterusan selama lebih daripada 5000 jam, mengurangkan kepekatan CO ₂ daripada 10000ppm kepada di bawah 100ppm sambil memulihkan 95% oksigen.
Unit Rawatan Air Pangkalan Lunar: Dalam program asas bulan NASA,kromit tembagalajur penjerapan berasaskan digunakan untuk merawat air kencing dan kondensat angkasawan, dan kualiti efluen memenuhi piawaian NASA (jumlah karbon organik<0.1mg/L, no heavy metals detected).
Tinjauan masa depan: Aplikasi terobosan dalam bidang baru muncul
1. Nano oxocopper dan teknologi kuantum
Dengan mengawal keadaan sintesis (seperti kaedah solvoterma, kaedah templat), titik kuantum oxocopper dengan saiz zarah<10nm can be prepared. Its quantum confinement effect can significantly enhance catalytic activity and optical performance:
Pengkomputeran kuantum: Titik kuantum boleh berfungsi sebagai bahan calon untuk bit kuantum, dengan jangka hayat putaran dalam julat milisaat, memberikan kemungkinan untuk membina komputer kuantum keadaan pepejal-.
Peningkatan fotokatalitik: Pekali penyerapan nano oksocopper dalam kawasan cahaya yang boleh dilihat adalah 5 kali lebih tinggi daripada bahan pukal, dan kecekapan pengeluaran hidrogen fotomangkin boleh mencapai 8%, menghampiri ambang komersial (10%).
3. Biokompatibiliti dan Perubatan Aeroangkasa
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa nanozarah oxocopper diubahsuai permukaan (seperti bersalut polietilena glikol) mempunyai biokompatibiliti yang baik dan boleh digunakan sebagai pembawa ubat atau biosensor:
Pemantauan kesihatan angkasawan: Penderia berasaskan oxocopper boleh mengesan metabolit seperti glukosa dan laktat dalam cecair badan angkasawan dalam masa nyata, dengan sensitiviti tahap pM.
Perlindungan sinaran: Nanozarah oxocopper boleh menyerap-zarah tenaga tinggi dalam sinar kosmik, mengurangkan kerosakan pada DNA angkasawan dan meningkatkan kecekapan perlindungan sebanyak 30% berbanding perisai plumbum tradisional.
2. 3Percetakan D dan pembuatan tersuai
Dengan menggabungkan teknologi pencetakan 3D seperti pensinteran laser terpilih (SLS), komponen struktur berasaskan oxocopper yang kompleks (seperti kebuk pembakaran dan jubin perlindungan haba) boleh disediakan secara langsung, mencapai "integrasi pembuatan reka bentuk". Contohnya, bahan komposit oxocopper/poliimida yang dicetak oleh SLS mempunyai ketumpatan 40% lebih rendah daripada tuangan tradisional sambil mengekalkan 90% sifat mekanikal.
Ia adalah pemangkin penting yang digunakan secara meluas dalam industri kimia.
1. Kaedah pemendakan bersama{1}}kimia:
Kerpasan kimia-adalah kaedah yang biasa digunakan untuk menyediakan produk. Kaedah ini memerlukan kerpasan bersama-Cu(NO3)2·6H2O dan Cr(NO3)3·9H2O di bawah tindakan gabungan asid hidroklorik dan air ammonia, dan kemudian memanggang produk pada kira-kira 500 darjah untuk mendapatkan tulenkromit tembaga. Kaedah sintesis mempunyai ketepatan yang tinggi dan mudah untuk mengawal keadaan tindak balas, jadi ia agak biasa dalam aplikasi praktikal.
2. Kaedah Sol{1}}gel:
Kaedah sol-gel ialah kaedah untuk mensintesis produk melalui tindak balas larutan. Kaedah ini perlu menambah CuSO4 dan NH4CrO4 kepada air ternyahion masing-masing, dan kemudian gunakan NH4OH atau NaOH untuk melaraskan pH untuk menjadikannya menghasilkan larutan koloid. Larutan koloid akan disejat hingga kering untuk membentuk gel, dan kemudian diproses pada suhu pengkalsinan kira-kira 600 darjah untuk akhirnya memperoleh produk tulen. Berbanding dengan kaedah sintetik lain, kaedah ini mempunyai kelebihan kawalan tepat saiz zarah, struktur kristal, dan lain-lain, jadi ia telah digunakan secara meluas dalam aplikasi praktikal.
Secara ringkasnya, ia boleh disintesis melalui pelbagai kaedah seperti kaedah kopresipitasi kimia, kaedah sol-gel, kaedah tindak balas fasa gas, kaedah sintesis berbantu ultrasonik-dan kaedah templat. Kaedah sintetik yang berbeza mempunyai ciri dan kelebihan tersendiri, jadi kaedah sintetik yang sesuai boleh dipilih mengikut keperluan tertentu.
|
Formula Kimia |
CrCuO3 |
|
Misa tepat |
163 |
|
Berat Molekul |
164 |
|
m/z |
163 (100.0%), 165 (44.6%), 164 (11.3%), 161 (5.2%), 166 (5.1%), 165 (2.8%), 163 (2.3%), 167 (1.3%) |
|
Analisis Unsur |
Cr, 31.79; Cu, 38.86; O, 29.35 |
Ia adalah oksida logam berganda, dan ciri-ciri struktur molekulnya adalah sangat penting untuk prestasi pemangkin dan penggunaannya.
Oxocopper tergolong dalam oksida logam berganda, struktur molekulnya adalah kompleks, dan terdapat banyak struktur. Yang paling biasa ialah CuCr2O4struktur kristal, parameter kekisinya ialah a=8.105Å, c=8.924Å, ia tergolong dalam sistem hablur padu, dan kumpulan ruang ialah Fd-3m. CuCr2O4struktur hablur terdiri daripada Cu2+ dan Cr3+ ion disusun berselang-seli, setiap Cu2+koordinat ion dengan enam Cr3+ion, dan setiap Cr3+koordinat ion dengan empat Cu2+ion dan dua O2-ion.
Dalam struktur kristal CuCr2O4, purata panjang ikatan Cu2+ion ialah 0.2077nm, purata panjang ikatan Cr3+ion ialah 0.2130nm, dan purata panjang ikatan O2-ion ialah 0.1379nm. Disebabkan oleh perbezaan jejari ion dalam CuCr2O4struktur kristal, terdapat lebih banyak isomer geometri koordinasi, seperti fasa trigonal, fasa tetragonal, fasa oktahedral dan fasa dodekahedral. Isomer geometri koordinasi yang berbeza ini boleh menjejaskan sifat dan aplikasi produk.
Struktur molekulnya berkait rapat dengan sifat fizikalnya. Ia adalah serbuk hitam dengan kestabilan haba yang tinggi dan rintangan kimia. Oleh kerana struktur kristalnya yang istimewa, ia mempunyai kekonduksian elektrik dan kemagnetan yang baik, dan telah digunakan secara meluas dalam beberapa komponen elektronik dan bahan magnetik. Di samping itu, ia mempunyai kepekaan terma tertentu, dan pekali pengembangan habanya boleh diselaraskan dengan menukar struktur kristalnya.
Ia mempunyai sifat penjerapan tertentu kerana struktur molekulnya yang kompleks. Kajian telah menunjukkan bahawa ia mempunyai aktiviti pemangkin dan selektiviti yang baik, dan boleh digunakan secara meluas sebagai pemangkin penting dalam pelbagai tindak balas kimia. Ia sering digunakan dalam tindak balas sintesis organik, seperti pengoksidaan, hidroksilasi, penghidrogenan dan tindak balas lain. Kesan pemangkinnya terutamanya direalisasikan oleh pusat aktif yang dibentuk oleh Cu2+dan Cr3+ ion pada kekosongan oksigen permukaan. Di samping itu, ia juga mempunyai sifat penjerapan tertentu, yang boleh menyerap beberapa bahan molekul kecil, seperti gas dan air.
Kesimpulannya, sebagai oksida logam berganda,kromit tembagaStruktur molekul adalah sangat penting untuk prestasi pemangkin dan penggunaannya. Struktur kristal cproduct adalah kompleks, terdapat pelbagai isomer geometri koordinasi, sifat fizikalnya baik, ia mempunyai kestabilan haba yang tinggi dan rintangan kimia, dan aktiviti pemangkin dan selektiviti dalam tindak balas kimia adalah terutamanya melalui permukaan Pusat aktif yang dibentuk oleh Cu2+dan Cr3+ion pada kekosongan oksigen direalisasikan.
Cool tags: tembaga kromit cas 12053-18-8, pembekal, pengilang, kilang, borong, beli, harga, pukal, untuk dijual