Оксид кадмия (CdO): свойства, применение и получение. Бесцветный порошок или кристаллы. Прекурсор для других соединений кадмия. Химическая формула и структура.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Неорганическое соединение с формулой CdO
Inorganic compound with the formula CdO
Оксид кадмия — это неорганическое соединение с формулой CdO. Он является одним из основных предшественников для получения других соединений кадмия. Он кристаллизуется в кубической решетке типа каменной соли, подобно хлориду натрия, с октаэдрическими центрами катионов и анионов. В природе встречается в виде редкого минерала монтепонита. Оксид кадмия может существовать в виде бесцветного аморфного порошка или в виде коричневых или красных кристаллов. Оксид кадмия является полупроводником n-типа с шириной запрещенной зоны 2,18 эВ (2,31 эВ) при комнатной температуре (298 К).
Cadmium oxide is an inorganic compound with the formula CdO. It is one of the main precursors to other cadmium compounds. It crystallizes in a cubic rocksalt lattice like sodium chloride, with octahedral cation and anion centers. It occurs naturally as the rare mineral monteponite. Cadmium oxide can be found as a colorless amorphous powder or as brown or red crystals. Cadmium oxide is an n type semiconductor with a band gap of 2.18 eV (2.31 eV) at room temperature (298 K).
Производство и структура
Поскольку соединения кадмия часто встречаются вместе с цинковыми рудами, оксид кадмия является распространенным побочным продуктом при переработке цинка. Он производится путем сжигания металлического кадмия на воздухе. Также этот оксид получают при пиролизе других соединений кадмия, таких как нитрат или карбонат. В чистом виде он красный, но CdO примечателен тем, что может быть получен во многих различных цветах из-за его склонности к образованию дефектных структур, вызванных вакансиями анионов. В промышленности оксид кадмия получают путем окисления паров кадмия на воздухе.
Since cadmium compounds are often found in association with zinc ores, cadmium oxide is a common by product of zinc refining. It is produced by burning elemental cadmium in air. Pyrolysis of other cadmium compounds, such as the nitrate or the carbonate, also affords this oxide. When pure, it is red, but CdO is unusual in being available in many differing colours due to its tendency to form defect structures resulting from anion vacancies. Cadmium oxide is prepared commercially by oxidizing cadmium vapor in air.
Применение
Оксид кадмия используется в ваннах для кадмирования, электродах для накопительных батарей, солях кадмия, катализаторах, керамических глазурях, люминофорах и нематоцидах.
Cadmium oxide is used in cadmium plating baths, electrodes for storage batteries, cadmium salts, catalysts, ceramic glazes, phosphors, and nematocide.
Прозрачный проводник
CdO используется как прозрачный проводящий материал, впервые полученный в виде прозрачной проводящей пленки Карлом Бедекером еще в 1907 году. Оксид кадмия в форме тонких пленок применяется в таких областях, как фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлектрические ячейки, прозрачные электроды, жидкокристаллические дисплеи, ИК-детекторы и антиотражающие покрытия. Микрочастицы CdO испытывают возбуждение в зоне запрещенных энергий при воздействии УФ-А излучения и также проявляют селективность в фотодеградации фенола.
CdO is used as a transparent conductive material, which was prepared as a transparent conducting film as early as 1907 by Karl Baedeker. Cadmium oxide in the form of thin films has been used in applications such as photodiodes, phototransistors, photovoltaic cells, transparent electrodes, liquid crystal displays, IR detectors, and anti reflection coatings. CdO microparticles undergo bandgap excitation when exposed to UV A light and is also selective in phenol photodegradation.
Кадмиевая покрытие
Большинство коммерческих процессов гальванического нанесения кадмия осуществляется электроосаждением из цианидных ванн. Эти цианидные ванны состоят из оксида кадмия и цианида натрия в воде, которые, вероятно, образуют цианид кадмия и гидроксид натрия. Типичный состав – 32 г/л оксида кадмия и 75 г/л цианида натрия. Концентрация кадмия может изменяться до 50%. В ванну обычно добавляют выравниватели, а нанесение покрытия производится при комнатной температуре с использованием кадмиевых анодов высокой чистоты.
Most commercial electroplating of cadmium is done by electrodeposition from cyanide baths. These cyanide baths consist of cadmium oxide and sodium cyanide in water, which likely form cadmium cyanide and sodium hydroxide. A typical formula is 32 g/L cadmium oxide and 75 g/L sodium cyanide. The cadmium concentration may vary by as much as 50%. Brighteners are usually added to the bath and the plating is done at room temperature with high purity cadmium anodes.
Реактивность
CdO является основным оксидом и поэтому реагирует с водными кислотами с образованием растворов [Cd(H2O)6]2+. При обработке сильными щелочными растворами образуется [Cd(OH)2]. Тонкая пленка оксида кадмия образуется на поверхности кадмия во влажном воздухе при комнатной температуре. Кадмий окисляется при комнатной температуре с образованием CdO. Пары кадмия и водяной пар образуют CdO и водород в обратимой реакции.
CdO is a basic oxide and is thus attacked by aqueous acids to give solutions of [Cd(H2O)6]2+. Upon treatment with strong alkaline solutions, forms. A thin coat of cadmium oxide forms on the surface of cadmium in moist air at room temperature. Cadmium will oxidize at room temperatures to form CdO. Cadmium vapor and steam will form CdO and hydrogen in a reversible reaction.