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氧化鈷
一種鈷的氧化物
氧化鈷粉末
氧化鈷（Cobalt(II) oxide）是具有特殊性質的無機化合物，是一種鈷的氧化物，別名一氧化鈷，化學式為CoO，外觀呈灰色至黑色粉末，其摩爾質量為74.933 g/mol，密度為5.7-6.7 g/cm3。氧化鈷不溶于水、乙醇、氨水，溶于酸和強堿溶液。氧化鈷在空氣中會吸收氧氣變成棕色，最后轉變?yōu)楹谏?；能與氫氣、一氧化碳及酸等反應。
基本信息
中文名
氧化鈷
英文名
Cobalt(II) oxide
別名
一氧化鈷
拼音
yǎng huà gǔ
CAS號
1307-96-6
性質
化學式
CoO
結構式
摩爾質量
74.933 g/mol
外觀
灰色至黑色粉末
密度
5.7-6.7 g/cm3
熔點
1935 ℃
溶解性
不溶于水、乙醇、氨水，能溶于酸和堿金屬氫氧化物溶液
危險性
警示術語
R:22-43-50/53
安全術語
S:24-37-60-61
氧化鈷對人體健康可能會造成如過敏、呼吸困難等危害。它主要用作制取金屬鈷的原料，是高度不溶性的熱穩(wěn)定鈷源。在工業(yè)制造領域中還是一種重要的無機功能粉體材料。它還可以用于制造多種高端的金屬材料、陶瓷、涂料、醫(yī)療器械、航空材料、催化劑等。
分子結構
氧化鈷有兩種晶體結構。最常見的是立方巖鹽（periclase）晶體結構，空間群為Fm-3m，溫度為27 ℃時，由Co2?離子形成八面體配位結構。該結構如下圖所示：
氧化鈷Fm-3m晶體結構
在18 ℃下，氧化鈷為具有反鐵磁性的單斜C12/m1晶體結構。該結構如下圖所示：
氧化鈷C12/m1晶體結構
物理性質
氧化鈷是一種無機化合物，外觀呈灰色至黑色粉末。它不溶于水、乙醇、氨水，溶于酸和強堿溶液。其摩爾質量為74.933 g/mol，密度為5.7-6.7 g/cm3，熔點為1935 °C。
化學性質
還原反應
氧化鈷易被一氧化碳還原，生成金屬鈷和二氧化碳。反應方程式如下：
高溫下，氧化鈷可以與氫氣反應生成金屬鈷和水。反應方程式如下：
氧化鈷亦可被鉀、鈉或碳等還原成金屬鈷。
氧化反應
氧化鈷可被硝酸氧化成四氧化三鈷。氧化鈷常溫下易吸收空氣中的氧，隨著氧氣濃度的增多顏色會逐漸變棕，最后變?yōu)楹谏?。若在加熱條件下與氧氣反應則轉化為四氧化三鈷。反應方程式如下：
與酸反應
氧化鈷易溶于酸，與酸反應生成對應的鹽溶液和水。反應方程式如下：
制備方法
金屬鈷法
金屬鈷法制備氧化鈷流程圖
鈷氨絡合物分解法
首先制取三價鈷氨絡合物，將氯化鈷溶于水中，加氯化銨、純氨水。加熱蒸發(fā)，加氨水使其呈堿性。水浴加熱，慢慢加入鹽酸使溶液變?yōu)槊黠@的青蓮色；再在沸水浴中加熱，趁熱過濾，洗出玫瑰色的沉淀物，吸濾。對得到的三價鈷氨絡合物進行重結晶。然后在馬弗爐內灼燒產品，得到灰綠色粉末氧化鈷。最后反復用水洗滌，進一步提高產物氧化鈷的純度。
鈷氨絡合物分解法制備氧化鈷流程圖
大洋多金屬結核反萃法
利用大洋多金屬結核熔煉-銹蝕-萃取工藝中所得到的反萃鈷溶液凈化除雜并制備氧化鈷 。采用化學沉淀法除雜，依次沉淀除去銅、鎳、錳。首先，利用硫化鈉沉淀除銅，將 pH值控制在一定范圍內，銅以硫化物的形式沉淀出來。得到的濾液用Co粉置換 Ni2?，生成Ni渣。但由于鈷、鎳在水溶液中的電極電勢比較接近，所以溶液中Ni2?并沒有被全部還原。剩余的Ni2?用硫磺粉、Na?S沉淀。得到含有Co2?、Mn2?離子的濾液，向其中加入KMnO?，可使Co2?、Mn2?氧化沉淀。濾液用草酸溶液沉淀，得到的沉淀經過煅燒獲得產物氧化鈷。鈷反萃液凈化除雜工藝流程如下圖所示：
大洋多金屬結核反萃法制備氧化鈷流程圖
含鈷水相制取法
可以以含鈷水相為原料制取氧化鈷。采用氧化中和法除鐵，能有效地除去含鈷水相液中的鐵，同時其中的鉛也能被大部分除去。而溶液中的鈷離子在除鐵過程中損失極少。含鈷水相經除鐵后，溶液中還含有較高含量的的鈣、鎂，可以加入過量NaF從而除去鈣、鎂。之后將濾液用草酸銨或草酸沉鈷制得草酸鈷。經磨細和篩分處理，可得到純度較高的高純草酸鈷，再通過煅燒即可獲得氧化鈷。工藝流程如下圖所示：
含鈷水相制取法制備氧化鈷流程圖
檢測方法
熱分析法
氧化鈷可以通過加熱法檢測。將氧化鈷加熱至900 ℃時，會生成四氧化三鈷，可以觀察到顏色由橄欖綠色或灰色變?yōu)楹谏?/span>
化學分析法
氧化鈷可以通過化學分析法檢測。利用其與鹽酸的反應，可以將一份氧化鈷CoO的樣品溶解在鹽酸中，并觀察是否形成了紅粉色的氯化鈷溶液。也可以繼續(xù)向氯化鈷溶液中加入水，并觀察是否形成了藍色的水合氯化鈷沉淀。反應原理如下：
應用領域
工業(yè)領域
金屬冶煉領域
氧化鈷是一種具有重要工業(yè)價值的無機化合物，它主要用作制取金屬鈷的原料。它也可以用于制造多種高端的金屬材料。例如，氧化鈷可以作為合金添加劑，與鋼鐵混合，增強其強度、耐磨性和耐高溫性。這樣就可以制造出硬質鋼、耐熱鋼等適用于各種工程項目的材料。另外，氧化鈷還可以用于制造永磁鋼，這是一種具有高導磁性和高保持力的特殊材料。
化工制造領域
氧化鈷是一種具有廣泛化工應用的無機化合物，它可以作為各種重要的催化劑，參與多種化學反應和工藝。例如，氧化鈷可以用于制造合成硝酸，這是一種常用的強氧化劑和爆炸物原料。氧化鈷還可以用于制造合成汽油，這是一種通過將天然氣或煤轉化為液體燃料的技術。此外，氧化鈷還可以用于油類的氫化和裂化過程，提高油品的質量和利用率。氧化鈷還可以用做油漆的催干劑，加速油漆的干燥和固化。氧化鈷還可以用于其他有機合成工業(yè)，促進各種有機物質的生成和轉換。
涂料及陶瓷生產領域
氧化鈷是一種廣泛應用于涂料工業(yè)領域的無機材料。氧化鈷可以通過不同的合成方法和摻雜元素，制造出多種不同的顏色，如藍色、綠色、紅色、黃色和紫色等。這些顏料可以用于油漆、油墨、塑料、橡膠等各種涂層材料中，提高其美觀性和耐久性。
氧化鈷還是一種具有特殊性質的化合物，它在水溶液中幾乎不溶解，而且非常穩(wěn)定，不易被還原或氧化。它還可以作為各種玻璃和瓷器等的著色劑或添加劑，提高其美觀性和質量。這些特點使得它們在陶瓷領域有著廣泛的應用。它可以賦予陶瓷制品深淺不同的藍色調。氧化鈷還可以改善釉料的物理和化學性能，增強其抗腐蝕、抗磨損和抗溫差的能力。
電化學領域
氧化鈷納米棒最外層表面的應變工程可以把它們變成高效的氫氣進行反應的電催化劑。它拉伸應變強烈地耦合了氧化鈷（II）表面的原子、電子結構特性和活性，從而產生了大量的氧空位，促進了水的解離，并微調了電子結構，使氫的吸附力向最佳區(qū)域減弱。
醫(yī)藥領域
氧化鈷是一種重要的醫(yī)藥領域的原料，它可以通過中子俘獲反應，轉變?yōu)榉派湫酝凰?/span>鈷-60（??Co）。鈷-60是一種強大的伽馬射線發(fā)射體，它可以用于醫(yī)學診斷和治療，如X光機、CT機、放射性治療儀等。
氧化鈷也是一種具有多種用途的化合物，它在醫(yī)學和獸醫(yī)領域都有重要的應用。首先，鈷是人體必需的微量元素之一，氧化鈷可以作為一種營養(yǎng)補充劑，提高人體對鈷的攝入和利用。最后，氧化鈷也可以用作獸藥，在牲畜飼料中添加少量的氧化鈷，可以預防或治療由于缺乏鈷而引起的毛發(fā)無光、消化不良、食欲不振、生長遲緩等問題。
材料科學領域
氧化鈷是一種重要的無機功能粉體材料。它作為一種單氧化態(tài)的氧化鈷，不僅具有高于Co?O?的理論比電容，而且還具有優(yōu)良的導電性。廣泛應用于熱敏電阻、壓敏電阻、非線性電壓電阻器的制造中。因此，它既可以作為超級電容器的高性能電極材料，也可以作為導電劑降低Ni-H電池中氫氧化鎳的電阻。
氧化鈷是一種超級電容器的活性材料，它可以通過在電極上發(fā)生氧化還原反應來儲存能量。這種活性材料通常是過渡金屬的氧化物或氫氧化物。這種基于法拉第反應的超級電容器比基于碳材料的有更高的比電容，但它的循環(huán)壽命很低，經過幾次或幾十次充放電后，比電容就會下降。
氧化鈷還可以用于制造輕質而強度高的結構部件，在航空航天方面有著重要的作用。
安全事宜
健康危害
含鈷物質可能會對人體造成一定的危害，如過敏反應、呼吸困難、皮膚炎癥等。皮膚炎癥包括如紅腫、瘙癢、起泡等。同時長時間接觸含鈷的物質（氧化鈷）會傷害眼睛、心臟和肺部。
工人可能因接觸鈷和含鈷產品而受到傷害，傷害程度取決于劑量、持續(xù)時間和所做的工作。
GHS安全信息：刺激性、環(huán)境危害
應對措施
急救
吸入：如果在接觸鈷和含鈷物質后，感覺身體不適或出現(xiàn)異常癥狀，應立即遠離污染源，轉移到通風良好的地方，深呼吸新鮮空氣，保持冷靜和充分休息。如果癥狀持續(xù)或加重，應及時尋求醫(yī)療救助，并告知醫(yī)生接觸過鈷和含鈷物質的情況。
皮膚：如果在接觸鈷和含鈷物質后，發(fā)現(xiàn)皮膚有不適或異常的反應，應立即停止接觸，并迅速脫去被污染的衣服和鞋襪。用大量的清水沖洗受影響的皮膚部位，然后用溫和的水和肥皂清洗干凈。
眼部：眼睛不慎接觸鈷或含鈷的物質，首先用大量清水沖洗幾分鐘（若佩戴有隱形眼鏡應取出），然后就醫(yī)。
攝入：若意外攝入鈷和含鈷物質，應立即漱口。
火災
如果周圍發(fā)生火災，使用水霧、抗乙醇泡沫、干粉或二氧化碳滅火劑進行滅火。
泄露
如果發(fā)生了泄露事故，你應該立即采取措施保護自己的呼吸系統(tǒng)，佩戴合適的防護裝置。同時，要盡量避免泄露物產生或擴散灰塵，并且不要吸入任何灰塵。此外，你還要保持良好的通風條件，并且迅速撤離到安全區(qū)域。在確保自身安全的前提下，你可以嘗試阻止泄露物繼續(xù)流出或擴散。最后，你要注意不要讓泄露物進入下水道或排放到環(huán)境中，以免造成更大的危害。
預防措施
眼睛、呼吸系統(tǒng)防護 | 可能接觸其粉塵時，建議佩戴護目鏡和呼吸防護裝置 |
身體防護 | 穿防護手套、防護服 |
預防攝入 | 工作期間不要進食或吸煙 |
儲存與貯運
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