ナノ銅酸化物Cuoの特性と応用

酸化銅粉末は、広く使用されている茶色の黒色の金属酸化物粉末の一種です。酸化銅は、多機能の微細無機材料の一種で、主に印刷や染色、ガラス、セラミック、医薬品、触媒に使用されます。触媒、触媒担体、電極活性化材料として使用でき、触媒の主成分であるロケット推進剤としても使用できます。酸化銅粉末は、酸化、水素化、NO、CO、還元、炭化水素燃焼に広く使用されています。

ナノCuO粉末は、大型酸化銅粉末に比べて触媒活性、選択性などの特性が優れています。通常の酸化銅と比較して、ナノCuOは電気的、光学的、触媒的特性がより優れています。ナノCuOの電気的特性により、温度、湿度、光などの外部環境に非常に敏感です。したがって、ナノCuO粒子でコーティングされたセンサーは、センサーの応答速度、感度、選択性を大幅に向上させることができます。ナノCuOの分光特性は、ナノCuOの赤外線吸収ピークが明らかに広がっており、ブルーシフト現象が明らかであることを示しています。酸化銅はナノ結晶化によって製造され、粒子サイズが小さく分散性に優れたナノ酸化銅は、過塩素酸アンモニウムに対する触媒性能が高いことがわかりました。

ナノ銅酸化物の応用例

1触媒および脱硫装置として

Cuは遷移金属に属し、他の族金属とは異なる特殊な電子構造と利得および損失の電子特性を持ち、さまざまな化学反応に対して優れた触媒効果を発揮できるため、触媒分野で広く使用されています。CuO粒子のサイズがナノスケールと小さい場合、ナノ材料の特殊な多表面自由電子と高い表面エネルギーにより、従来規模のCuOよりも高い触媒活性とより特異な触媒現象を示すことができます。ナノCuOは優れた脱硫製品であり、常温で優れた活性を示し、H2Sの除去精度は0.05 mg m-3未満に達します。最適化後、ナノCuOの浸透容量は3 000 h-1の気流速度で25.3％に達し、これは同じタイプの他の脱硫製品よりも高くなります。

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2ナノCuOのセンサーへの応用

センサーは大きく分けて物理センサーと化学センサーに分けられます。物理センサーは光、音、磁気、温度などの外部物理量を対象とし、検知した光や温度などの物理量を電気信号に変換する装置です。化学センサーは特定の化学物質の種類と濃度を電気信号に変換する装置です。化学センサーは主に、感応材料が測定対象物質中の分子やイオンと接触した際に電極電位などの電気信号が直接的または間接的に変化することを利用して設計されています。センサーは環境モニタリング、医療診断、気象学など多くの分野で広く使用されています。ナノCuOは、高い比表面積、高い表面活性、特定の物理的特性、極めて小さいサイズなど多くの利点があり、温度、光、湿度などの外部環境に非常に敏感です。これをセンサー分野に適用すると、センサーの応答速度、感度、選択性を大幅に向上させることができます。

3ナノCuOの殺菌効果

金属酸化物の抗菌プロセスは、次のように簡単に説明できます。バンドギャップよりも大きなエネルギーを持つ光の励起下で、生成された正孔 - 電子対が環境中の O2 および H2O と相互作用し、生成された活性酸素種などのフリーラジカルが細胞内の有機分子と化学反応を起こし、細胞を分解して抗菌目的を達成します。CuO は p 型半導体であるため、正孔 (CuO)+ が存在します。環境と相互作用して抗菌または細菌静止の役割を果たす可能性があります。研究により、ナノ CuO は肺炎および緑膿菌に対して優れた抗菌能力があることがわかっています。