三氧化二镍的应用

【背景及概述】^[1][2][3]

三氧化二镍又名氧化高镍、过氧化镍。黑色有光泽的粉末。分子式Ni₂O₃，CAS号12035-36-8，分子量165.42。密度4.83。不溶于水，溶于硫酸和硝酸放出氧，溶于盐酸放出氯，也溶于氨水。在 600℃时可还原为一氧化镍。三氧化二镍可用作电子元件材料、蓄电池材料等，如利用它的强氧化性制成镉镍碱性电池，也可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池。

目前三氧化二镍的制备方法为将硝酸镍干燥后，250℃灼烧制得三氧化二镍，这种方法制得的三氧化二镍纯度低，杂质含量高，只能用作陶瓷、玻璃、搪瓷的着色颜料，不能满足电子行业、航天技术飞速发展的需要。如果吸入三氧化二镍，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

【应用】^[2][3]

三氧化二镍可用作陶瓷、玻璃、搪瓷的着色颜料。也可用于镍粉的制造。其应用举例如下：

1. 用于制备一种锌银金属复合材料，步骤为：步，按照组份的质量份数配比称取锌100份、碳化硅25-45份、三氧化二镍15-35份、氧化锆纤维5-25份、银80-100份、碳酸钠5-15份、碳6-10份、石墨烯1-5份、聚氯乙烯15-35 份、硬脂酸钡0.5-4.5份、SEP5-15份、沸石粉30-50份、滑石粉10-30份、硅灰石20-40份、重质碳酸钙20-60份；第二步，将锌、氧化锆纤维、三氧化二镍和银投入球磨机中球磨，球磨30-50min，然后投入干燥机中干燥；第三步，将碳化硅、碳、碳酸钠、聚氯乙烯、硬脂酸钡和SEP投入带有加热器、温度计和搅 拌器的反应釜中，升温至40-60℃，搅拌15-35min，加入剩余材料，升温至120-140℃，继续搅 拌60-100min，搅拌后的产物在160-180℃下模压10-30min；第四步，在模压后的产物一面上一次电沉积氧化锆纤维和锌，在模压后的产物另一面 上一次电沉积三氧化二镍和银，沉积完全后在煅烧炉中1550-1750℃下煅烧即得。

2. 制备一种密度高，稳定性好，结构强度高，容易烧制成型的陶瓷材料。由以下材料制成：氧化铝、铝酸锶、硅藻土、氧化钡、辛基酚聚氧乙烯醚、三氧化二镍、活性炭粉、稳定剂、硼氢化锂、羟基磷灰石、硼氢化钠、锆钛酸铅、石英尾矿、过 氧化氢、碳化硅、银粉、滑石、二氧化钛、二氧化锰和高岭土，所述原料由以下重量份数配比组成：氧化铝20-25份、铝酸锶16-20份、硅藻土22-24份、氧化钡5-10份、辛基酚聚氧乙烯醚 3-8份、三氧化二镍9-15份、活性炭粉14-16份、稳定剂6-8份、硼氢化锂3-6份、羟基磷灰石 11-14份、硼氢化钠5-8份、锆钛酸铅6-9份、石英尾矿1-3份、过氧化氢2-4份、碳化硅7-11份、 银粉5-6份、滑石13-17份、二氧化钛7-12份、二氧化锰6-8份和高岭土3-9份。添加的氧化铝、铝酸锶、硅藻土、氧化钡、辛基酚聚氧乙烯醚、三氧化二镍、活性炭粉、稳定剂、硼氢化锂、羟基磷灰石、硼氢化钠和锆钛酸铅等材料能够保持密度高，稳定性好，结构强度高；采用的制备方法保持容易烧制成型，成品率高。

3. 用于制备一种用于烧制琉璃饰品的琉璃，其组成成分及其重量份比例为：

粒度范围是0.4-0.6mm的石英砂70-78%；助熔剂：氧化铅5%-10%和硝酸钠6%-8%；澄清剂：硫酸钡4%-8%；以及着色剂：三氧化二镍4%-8%，氧化镉3%-6%和氧化亚铜2%-5%；其它：滑石粉1%、钠水玻璃2%和红硅石粉1%。所述石英砂的粒度范围是0.5mm。由于本发明的琉璃配方中选择了较合适的原料种类，同时各类原料选择了较佳的用量，这样各类原料通过彼此的共同作用，易烧制且能够使制得的琉璃饰品具有较佳的品质。

【制备】^[4]

 一种分析纯三氧化二镍的制备方法，采用以下技术方案：

1）硝酸镍除铁：将硝酸镍溶解在蒸馏水中，加双氧水氧化，其中硝酸镍、蒸馏水、双氧水的重量份数比为1∶3∶0.01，加热至80～90℃，边搅拌边缓慢加入85～100g/L碳酸钠溶液，控制溶液pH值为1.6～2.0，滴加1.5～2小时，继续加碳酸钠至溶液pH值至4.0～4.5，溶液中无铁离子，过滤，得溶液A；

2）除钙、镁离子：将溶液A加热至85～95℃，缓慢加入氟化铵，控制溶液pH值为5～6.5，静置2～3小时，过滤，得溶液B；

3）合成草酸镍：将溶液B在40～60℃下加热浓缩，浓缩至相对密度15～18°Be，边搅拌边加入1.04～1.05g/L的草酸溶液，控制溶液pH值为4.5～5.5，生成草酸镍沉淀，将沉淀洗涤、抽干，得草酸镍；

4）制得分析纯三氧化二镍：将草酸镍移入镍盘中在200～300℃下进行煅烧，煅烧时间3～4小时，密闭冷却、研磨、过筛，即得分析纯三氧化二镍。

【主要参考资料】

[1] 简明精细化工大辞典

[2] 熊立新；荆钟；王勇一种锌银金属复合材料的制备方法 . CN201711412094.3，申请日2017-12-23

[3] 关宝强.一种陶瓷材料及其制备方法. CN201610699906.6，申请日2016-08-22 

[4] 胡建华.一种分析纯三氧化二镍的制备方法. CN200910070649.X，申请日2009-09-28