碘化铜的制备和用途

发布日期:2023/5/10 8:54:12

简介

碘化铜具有很好的光学、电化学和催化性能，有着广泛的应用前景。碘化铜作为一种固体电解质，可用作太阳能电池的固体电解质、阳极射线管覆盖物；作为一种很好的催化剂，可代替一些昂贵的金属钯等元素作为有机合成的重要催化剂。另外碘化铜也作为食品和饲料添加剂起补充微量元素碘和铜的作用。碘化铜的制备方法较多，也较易制备，常见的如铜与碘共热反应、铜与氢碘酸反应、铜与碘仿共热反应等。此外，还有激光脉冲沉淀、磁控溅射和真空蒸发等物理方法。但上述方法操作复杂，反应时间较长，且产品收率不高，三废较多，不适合工业化生产[1]。

图1 碘化铜

制备

将碘加入到碘化钾溶液中，配成三碘化钾溶液；向三碘化钾溶液中加入铜粉，并升温至70‑80℃反应1h；再将混合液升温至104℃，回流反应至碘化铜全部溶解；将碘化铜溶液趁热抽滤，用热水洗涤滤饼；将滤液中加入水沉淀30 min；将的混合液进行抽滤，用水洗涤滤饼，然后打浆洗涤两次，淋洗一次，得到碘化铜湿品；将碘化铜湿品在120℃下真空干燥3h，得到碘化铜。本制备工艺简单，直接使用利用铜粉与碘单质反应，避免使用含碘无机物、硫酸铜，降低生产成本；能够实现未反应的铜、水、碘化钾溶液的循环利用，无三废产生，安全、绿色环保，成本低应用，易于产业化[1]。

用途

碘化铜在常温下呈白色粉末状或者白色晶体状。熔点为606℃，沸点为1290℃。室温下就可以结晶析出，不易被可见光分解，溶于水和乙醇，本征为P型半导体材料，相较于其他P型半导体材料(如Cu Cl，CuO)性能更加稳定。碘化铜禁带宽度的理论值和实验值为3.1 eV到3.2 eV，对可见光透明，作为本征为P型的材料，铜空位为主要的浅能级(大约0.5e V)受主缺陷。碘化铜的亲和能大约为2.1e V，费米能级约为5.1e V，对比于其他半导体料，碘化铜是价带顶能级最小的材料。如此的特性使得碘化铜很容易与金属电极或者ITO等透明电极形成良好的欧姆接触。相反，如P型的ZnO的费米能级达到大约7.3e V，很难与金属形成欧姆接触。因此碘化铜既可以做透明电极又可以做PN结的P型材料，同时在透明电子器件应用中是一个不错的选择[2]。