硝酸铁九水化合物是一种浅紫色或灰白色的单斜晶体,具有易潮解性。它的相对密度为1.684,熔点为47.2℃,在125℃时分解。它可以溶于水、乙醇和丙酮,易溶于醚,微溶于硝酸。硝酸铁九水化合物的水溶液在紫外线的作用下可以分解为硝酸亚铁和氧,具有氧化性。它可以通过纯铁屑或氧化铁与浓硝酸反应制得。硝酸铁九水化合物被广泛应用于色谱分析试剂、催化剂、媒染剂和铜着色剂等领域,也用于医药领域。
CN201911363875.7公开了一种利用硝酸铁九水化合物作为催化剂,以类木质素为原料,以四氢呋喃为改性剂制备石墨烯的方法。该方法通过将类木质素与改性剂和硝酸铁九水化合物进行水浴处理,然后经过煅烧得到石墨烯。所使用的类木质素可以是秸秆发酵沼渣或秸秆酸水解剩余物。这种制备方法简单,实现了从低附加值生物质废弃物到高附加值产品石墨烯的转变,具有重要意义。
CN200710049525.4公开了一种制备碳纳米管负载磁性四氧化三铁纳米粒子的方法。该方法将碳纳米管加入硝酸铁九水化合物溶液中,并进行搅拌和超声波振荡处理,然后添加水溶性高分子水溶液,继续搅拌和超声波振荡处理,最后经过过滤、干燥、研磨和锻烧处理得到碳纳米管负载磁性四氧化三铁纳米粒子。这种制备方法高效、成本低廉、工艺简单,适用于工业化生产。所得的碳纳米管负载磁性四氧化三铁纳米粒子具有高负载量、结构稳定、均匀分散,并且与碳纳米管之间有较强的结合力。它可以广泛应用于磁性靶向材料、各种催化剂、电磁屏蔽吸波材料、超级电容器电极材料以及其他相关的功能材料领域。
[1] 化学物质辞典
[2] CN201911363875.7一种石墨烯的制备方法
[3] CN200710049525.4碳纳米管负载磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法
导言:石墨烯是一种备受瞩目的材料,被誉为未来科技的奇迹。它具有独特的特性,在各个领域中有着广泛的应用潜力。本文将带您深入了解石墨烯的定义、特性以及在不同应用领域中的令人兴奋前景。
石墨烯是由碳原子形成的单层蜂窝状结构。这种二维结构赋予了石墨烯惊人的性能。它是已知最薄、强度最高的材料之一,并具有出色的导电性和导热性。石墨烯的独特结构使其成为一种具有巨大潜力的材料。
石墨烯具有多种独特的特性和优势,使其成为各个领域的研究热点。首先,石墨烯具有惊人的导电性,超越了传统材料。其次,石墨烯的导热性能出色,能够在高温环境下高效传导热量。此外,石墨烯还具有高度的机械强度和柔韧性,使其在材料领域中具备广泛的应用前景。
石墨烯在电子领域具有巨大的潜力。由于其卓越的导电性,石墨烯可以用于制造更小、更快、更高效的电子器件。例如,石墨烯晶体管能够替代传统的硅晶体管,提供更高的开关速度和更低的功耗。此外,石墨烯在柔性电子技术中的应用也备受关注,可以制造可弯曲和可穿戴的电子设备。
石墨烯在能源领域展示出巨大的潜力。其优异的导电性和光吸收性能使其成为太阳能电池领域的研究热点。石墨烯可以用作太阳能电池中的光电转换层,提高光吸收和电子传输效率,从而提高太阳能电池的性能。此外,石墨烯还可以应用于高性能锂离子电池和超级电容器,提供更高的能量密度和更快的充放电速度。
石墨烯在材料领域中具有广泛的应用前景。由于其出色的机械强度和柔韧性,石墨烯可以用于强化和改善传统材料的性能。将石墨烯添加到塑料中可以增加其强度和耐磨性,使其在工程应用中更加耐用。此外,石墨烯还可以用于制备高性能的复合材料、涂层和纳米材料,应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
石墨烯在医疗领域也显示出巨大的潜力。由于其生物相容性和生物活性,石墨烯可以应用于药物传递、生物传感和组织工程等领域。石墨烯纳米片可以用于药物的靶向输送,提高药物的疗效并减少副作用。此外,石墨烯还可以用于制造高灵敏度的生物传感器,用于早期疾病的诊断和监测。
石墨烯作为一种前沿的奇迹材料,具有出色的特性和广泛的应用领域。在电子、能源、材料和医疗领域,石墨烯都展现出巨大的潜力和吸引力。
随着进一步的研究和发展,石墨烯将继续推动科学技术的进步,并为我们的生活带来更多的创新和突破。在未来,石墨烯有望成为推动社会进步和改善人类生活的关键材料之一。
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氧化镍在工业和科研领域中具有广泛的应用,如催化剂、电子材料和陶瓷制造等。然而,其潜在的毒性问题也引发了人们的关注,了解氧化镍的应用与毒性之间的关系显得尤为重要。
简介:
氧化镍,是一种无机化合物,化学式为NiO,为橄榄绿色结晶性粉末。氧化镍 NiO 是一种具有立方晶格结构的重要过渡金属氧化物。由于在各种应用中的潜在用途,它引起了越来越多的关注,例如:催化、电池阴极、气体传感器、电致变色薄膜和磁性材料,也可广泛用于染料敏化光阴极面 。它表现出阳极电致变色、出色的耐用性和电化学稳定性、大自旋光密度和各种制造可能性。此外,由于作为离子存储材料的材料成本低,NiO 半导体成为新研究领域的一个激励性课题。
氧化镍的应用
氧化镍有什么用途?氧化镍是具有多种优异性质的多功能半导体材料,比如气敏性,光学,电学性质,热电性等特性,被广泛用于陶瓷,建筑,化工,压片电器等领域。
(1)电极材料
与静电电容器相比,超级电容器提供了更大的能量储存能力;相较于电池,它们具有更高的功率密度和更长的使用寿命,同时在环境保护和能效方面表现优越。在金属氧化物材料中,氧化镍因其较高的理论比电容、较低的成本和较小的污染受到广泛关注。制备过程中得到的尺寸较小且比表面积较大的NiO晶粒能够更有效地与活性物质和电解液接触,从而提升了材料的电化学性能和整体利用效率。
(2)气敏材料
作为气敏材料,p 型半导体在气体浓度升高时,其电阻通常比 n 型半导体更易增大。氧化镍(NiO)是典型的 p 型半导体,当气体分子吸附到其表面时,会引起 NiO 表面能带弯曲,并显著改变其电阻率。电阻的变化通过放大器转化为电信号,从而实现对目标气体的检测、监控和报警。氧化镍的比表面积越大,其对气体的敏感度和响应速度也越高。因此,开发尺寸较小但比表面积较大的氧化镍材料已成为气敏材料研究的一个重要方向。
(3)光电材料
氧化镍的因其具有独特的 3d 电子结构和 Ni2+ 空位,使其有良好的电子阻挡特性和空穴传输能力,从而广泛的应用于有机光电子器件中。纳米氧化镍薄膜致密光滑对太阳能电池的性能有显著的提高。另外自身良好的透光性也使光伏器件及外量子效率更稳定。
(4)光催化材料
NiO 属于宽带隙的半导体,对紫外光有很好的吸收,展现出作为光催化材料的潜力。通过与 n 型半导体复合,改变 NiO的吸光范围,使其可以利用太阳光进行光催化反应。目前以NiO 作为 p 型半导体应用于产氢,降解废水中的污染物和还原CO2 气体等领域改善环境和能源问题是一种可行的方法。
(5)生物应用
绿色合成的 NiO 纳米颗粒已显示出相当大的抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎特性,使其成为生物医学应用的有前途的工具。研究已发现 NiO 纳米颗粒对许多真菌菌株具有杀菌活性。几项研究描述了绿色合成的 NiO 纳米颗粒的抗癌活性,包括对 HT-29、MCF-7、HepG2、A549 和 Hela 癌细胞系的细胞毒性研究。此外,这些纳米颗粒对热带利什曼原虫表现出优异的抗寄生虫性能。其他研究还揭示了 NiO 纳米颗粒的抗糖尿病、抗炎和抗氧化特性。针对新鲜分离的巨噬细胞和红细胞检查了绿色合成的 NiO 纳米颗粒的生物相容性,发现在较低浓度下是安全的。=NiO 纳米颗粒通过产生过量的活性氧 (ROS) 和释放导致细胞凋亡的镍 (II) 离子,显示出对不同微生物和癌细胞系的毒性。
氧化镍毒性
(1)相关研究
有证据表明,接触镍微粒会导致皮肤过敏、肺纤维化和肺癌等不良影响。许多实验和流行病学研究以及综述也表明,金属镍和镍化合物在其细小状态下具有致癌性。基于这些证据,IARC 将镍化合物归类为第 1 类:对人类具有致癌性。而金属镍被归类为 2B 类:可能对人类致癌。氧化镍纳米颗粒 (NiO-NPs) 与其本体氧化镍 (NiO-Bulk) 相比具有独特的性能,可用于促进创新应用的工业产品。最近有报道称,NiO-NPs 能够很容易地被输送到生物系统中,从而引起细胞毒性和遗传毒性作用。
(2)法律法规
氧化镍(CAS号1313-99-1)被认定为危险物质,并被分类为1类致癌物质。在澳大利亚安全工作场所(HSIS)中,其风险提示为“吸入可能致癌”(T;R49)。国际癌症研究机构(IARC)将镍化合物列为“对人类致癌物质”(第1组)。该化合物可能对肺部和鼻黏膜产生影响,吸入其粉尘具有致癌风险。职业接触限值(TLV)为:以镍计的可吸入部分浓度应不超过0.2 mg/m3,按时间加权平均(TWA)计算;且该物质被归类为A1级(已确认的人类致癌物)。此外,氧化镍对水生生物有潜在危害。
总结
氧化镍因其优异的电化学性能而在超级电容器和气敏材料等领域展现出广泛的应用前景。它的高比电容和较低成本使其成为电池技术中的一个重要候选材料。然而,氧化镍的毒性问题不容忽视,尤其是其被归类为1类致癌物,对人体健康和环境可能带来风险。因此,在使用和处理氧化镍时,必须采取严格的安全措施和环保措施,以确保其应用的安全性和可持续性。
参考:
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[8]https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=en&p_card_id=0926&p_version=2
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邻苯二甲腈是一种重要的有机化学原料,广泛用于合成多种功能性化合物。它在药物、染料和高性能材料的制备中发挥了关键作用。
简介:什么是邻苯二甲腈?
邻苯二甲腈,又名1,2-二氰基苯、 酞腈,是一种重要的有机合成中间体,CAS 号为 91-15-6,分子式为 C8H4N2,分子量为 128. 13,熔点为 137 ~ 139 ℃ ,常压下沸点为 304. 6 ℃ ,纯品是灰白色至黄褐色的粉末。邻苯二甲腈是一种芳香族化合物,具有两个氰基 (CN) 基团,连接到苯环上的相邻碳原子上。
1. 邻苯二甲腈的用途
邻苯二甲腈主要用作颜料及其它精细化学品中间体,可广泛用于合成酞磺胺药物、酞菁颜料和染料、高热阻聚酰胺纤维、二甲苯基、二异氰酸酯塑料及脱硫催化剂等。
(1)酞菁颜料的前体
邻苯二甲腈是酞菁颜料的前体。酞菁颜料和染料除因其具有优良的耐热、耐光、耐酸、耐碱和耐溶剂性能,被广泛用于油墨、油漆、塑料、橡胶及棉、蚕丝、合成纤维等的着色和染色。酞菁颜料具有耐热、耐晒、耐酸、耐碱和色泽鲜艳等特点,在西方发达国家,其产量已超过了偶氮颜料,应用广泛。
(2)聚合物材料
自第二次世界大战以来,不同行业需要具有金属等效特性的轻质聚合物材料来取代沉重且昂贵的金属部件。只有少数开发的聚合物可以满足这些紧迫的要求。邻苯二甲腈 (PN) 树脂就是其中一种聚合物。PN 树脂是具有出色性能的先进聚合物材料,特别适用于极其紧急的应用,例如航空航天和军事。
(4)电子领域
作为一种新开发的热固性树脂,邻苯二甲腈树脂因其独特的性能,如低介电损耗、密集交联网络和丰富的多环芳烃结构、高热稳定性和机械性能,近年来在电子领域显示出潜在的应用。此外,高温退火后邻苯二甲腈树脂中构建的缩聚环使其能够用作导电材料。邻苯二甲腈树脂在电子应用中的研究进展,包括电介质、射线屏蔽材料、电磁波透明材料、电磁干扰 (EMI) 屏蔽材料、超级电容器和磁阻 (MR) 材料。这些知识将对该领域产生重大影响,并有助于研究人员在未来寻求邻苯二甲腈树脂在电子设备中的新功能和应用。
(5)医药领域
Raquel Nunes da Silva等人合成了带有四个或八个磺酰胺单元的酞菁,并评估了它们对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的光动力灭活效果。在两种细菌中,磺酰胺单元较简单的结合物( N,N-二乙基苯磺酰胺、N-异丙基苯磺酰胺和N-(4-甲氧基苯基)苯磺酰胺)比带有杂环基团(N-(噻唑-2-基)苯磺酰胺)或长烷基链(N-十二烷基苯磺酰胺)的结合物具有更强的灭活效果。此外,将酞菁-磺酰胺结合物封装在用作药物递送载体的聚乙烯吡咯烷酮胶束中,通常可以提高灭活效率。结果表明,封装的酞菁-磺酰胺结合物是一类很有前途的光敏剂,可用于光动力抗菌治疗。
2. 1,2-二氰基苯的毒性
根据2012年OSHA危害沟通标准(29 CFR 1910.1200),该化学品被认为是有害的。其危险性概述如下:
(1)危险性:可燃,在火焰中释放出刺激性或有毒烟雾(或气体);微细分散的颗粒在空气中形成爆炸性混合物。
(2)接触途径:该物质可经食入吸收到体内
(3)短期接触的影响:该物质轻微刺激眼睛,可能造成发红、疼痛
3. 安全措施
邻苯二甲腈在空气中可形成可燃性粉尘浓度,加热分解时会释放出氰化氢和 NOx(氰化物和氮氧化物)的有毒烟雾。吞咽、皮肤接触或吸入有毒,对水生生物有害并具有长期影响。处理应在通风良好的地方进行,并穿着合适的防护服。
参考:
[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0223523418304136
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Phthalonitrile
[3]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128129661000019
[4]https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/tc/d1tc05715d/unauth
[5]https://baike.baidu.com/item/%E9%82%BB%E8%8B%AF%E4%BA%8C%E7%94%B2%E8%85%88
[6] 马玉龙,周新花,杨智宽,等. 邻苯二甲腈合成研究[J]. 武汉大学学报(理学版),2001,47(6):681-684. DOI:10.3321/j.issn:1671-8836.2001.06.007.
[7] 马玉龙,周新花,杨智宽,等. 氨氧化法合成邻苯二甲腈[J]. 精细与专用化学品,2002,10(11):17-18,20. DOI:10.3969/j.issn.1008-1100.2002.11.007.
[8]丛麟权,李文骁,马瑛,等.邻苯二甲腈的合成新工艺[J].染料与染色,2020,57(03):24-25+57.
[9]https://www.fishersci.com/store/msds
[10]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Phthalonitrile