硫化亚铜的特性、制备及应用

发布日期:2026/4/28 8:00:58

背景及概述

硫化亚铜（Cuprous Sulfide），分子式Cu₂S，分子量159.16，CAS号22205-45-4，是铜（+1价）与硫（-2价）组成的重要无机硫化物，自然界以辉铜矿形式存在，为黑色或灰黑色结晶/粉末，因优异导电性、半导体特性与高温稳定性，在冶金、能源、光电、催化领域核心应用。

理化性质

硫化亚铜为黑色正交/六方晶系晶体或粉末，具金属光泽，质硬而脆。低温（＜104℃）为单斜晶系（α型），密度5.785g/cm³；高温为六方晶系（β型），密度5.6g/cm³，熔点1100-1130℃。不溶于水、丙酮、稀酸，微溶于氨水，溶于氰化钾、浓硝酸与热浓硫酸，遇强酸分解释放有毒硫化氢。属p型半导体，禁带宽度约1.2eV，导电性优良，化学计量比极窄（Cu₁.₉₉₇S-Cu₂.₀₀₀S），稳定性强。

图1 硫化亚铜的性状图.png

图1 硫化亚铜的性状图

制备方法

直接合成法：铜粉与硫粉摩尔比2:1混合，真空封管450℃加热1小时，或铜在硫蒸气中1000℃反应，硫化亚铜纯度高。

还原法：硫化铜在氢/硫化氢气流中700℃还原，或硫酸铜与硫代硫酸钠溶液共热沉淀制备硫化亚铜。

沉淀-熔炼法：硫酸铜与硫化钠反应生成硫化铜，过滤干燥后850-1300℃氮气氛围熔炼，得高纯硫化亚铜粉末。

应用

硫化亚铜用作锂/钠离子电池电极，理论容量高、成本低；为p型半导体，用于薄膜太阳能电池、光电探测器、热电材料。参考文献[1]报道硫化亚铜/四针状氧化锌晶须纳米复合材料的制备及其光催化性能研究。硫化亚铜催化加氢脱硫、CO₂还原、析氢反应，纳米Cu₂S因活性位点丰富，光催化降解污染物、制氢效果优异。高温固体润滑剂、导电油墨填料、防污涂料、抗菌与气敏元件，提升材料耐磨、导电与抗菌性能。