三氧化二钴的主要应用

发布日期:2020/3/13 8:57:40

背景及概述^[1]

三氧化二钴化学式Co₂O₃。分子量165.86。黑灰色斜方或六方系晶体粉末。具有吸湿性。相对密度5.18。895℃分解。溶于酸，不溶于水和乙醇。加热时能被氢气还原，能同许多酸反应生成低钴盐和O₂，同盐酸作用，能生成氯化钴和Cl₂，将硝酸钴温和地加热到180℃可得到三氧化二钴。在酸性或碱性溶液中氧化低价钴的化合物可得其水合物，加热至大约385℃时，可完全脱水得无水物。用途：可制催化剂和颜料，也可作分析试剂和氧化剂。

应用^[2-6]

三氧化二钴用于制取钴和不含镍的钴盐、搪瓷和陶器的釉彩，并用作催化剂和氧化剂。其应用举例如下：

1）制备一种锂电池氟化锂-三氧化二钴阴极材料，包括氟化锂和三氧化二钴，所述的氟化锂和三氧化二钴摩尔比为1：1-5：1，通过将氟化锂与三氧化二钴材料研磨按比例混合后压片制成脉冲激光沉积所用的靶，激光器产生的脉冲激光波经透镜聚焦后入射至所述靶上，在氩气气氛中沉积得到氟化锂-三氧化二钴纳米复合物薄膜。该薄膜制成的电极具有良好的充放电循环可逆性，首次比容量为200-300mAh/g，可逆比容量为250mAh/g，电极经50次循环后容量仍有200mAh/g。本发明的阴极材料化学稳定性好、比容量高、制备方法简单，适用于锂离子电池。

2）制备一种三氧化二钴金属合金表面细化剂，由三氧化二钴、刚玉粉和钼合金组成，其中三氧化二钴重量含量为55~75%；刚玉粉10~30%；钼合金重量含量15~35%。将上述组分按比例配好，低温加热干燥、球磨、高温焙烧、二次球磨使粉料均匀混合。本发明细化机理：三氧化二钴细化晶粒的原因是它们被还原出的金属钴结构与高温合金的基体非常相近，即它们都是面心立方，晶格常数为3.5×10-10米左右。因此，高温合金基体相便在金属钴上结晶形成。由于结晶核心增多，故铸件表面晶粒度较为细小。钼合金结晶核心的增多，起到强化作用，进而改善产品的机械性能，提高产品的韧性和抗拔拉强度。

3）制备一种应用于永磁同步电机的新型结构实心转子-定子，包括如下步骤：6.5%的硅，1%~5%的三氧化二钴以及1%的锰，其余用铁块在熔炼炉采用电弧熔炼，在熔炼过程中采用电磁搅拌；冷却，取出退火高硅钢样品；温轧；机加工处理转子；实心定子制备。本发明制备的新型转子-定子具有杂质较少，化学成分分布均匀，结构致密的特点，拥有更好的力学性能，脆性得到改善，相对于光滑实心转子，参入三氧化二钴的高硅钢实心转子能够产生相对良好的磁导率，增大了电动机的额定功率。

4）制备一种多孔陶瓷，由以下按照重量份的原料组成：长石粉22-38份、石英粉13-28份、陶土22-45份、三氧化二铁4-6份、二氧化锰2-4份、三氧化二钴1-3份和海藻酸钠8-15份。该发明还公布了该多孔陶瓷的制备方法。本发明的多孔陶瓷生产工艺简单，工艺过程无毒无污染，原料成本低，微观组织晶粒细小，气孔分布均匀产品的耐压强度高，该产品中三氧化二铁、二氧化锰和三氧化二钴起到杂质效应，可以调节产品的电子与离子的浓度比例，使得产品的气孔率高。

5）制备一种速干墨水，由以下重量组分构成：去离子水150～200份，碳黑5～15份，二甲基甲酰胺3～7份，三氯乙烯5～8份，阿拉伯胶5～10份，草酸钠2～5份，三氧化二钴5～7份，硫酸亚铁3～9份，松香5～9份，艾汁3～7份。本发明还公开了该速干墨水的制备方法。通过科学配置各组分比例，使得该速干墨水的光泽性更好，干燥速度更快。特别是通过加入三氧化二钴，使得该速干墨水的黑色度和牢固性大大增强；通过加入松香和艾汁，能够限度地吸附各有机组分的气味，使得该墨水气味芳香。