اکسید مس تک ظرفیتی

اکسید مس (I) یا اکسید مس ترکیب معدنی با فرمول Cu2O است. این یکی از اکسیدهای اصلی مس است و دیگری اکسید مس (II) یا اکسید مس (CuO) است. اکسید مس یک جامد قرمز رنگ است و جزء برخی از رنگ های ضد رسوب است. این ترکیب بسته به اندازه ذرات می تواند زرد یا قرمز ظاهر شود. اکسید مس (I) به عنوان کانی قرمز مایل به قرمز یافت می شود. اکسید مس I) )در یک ساختار مکعبی متبلور می شود. هنگامی که گرم می شود به راحتی توسط هیدروژن کاهش می یابد. در محلول‌های اسیدی که یون‌های مس (II) و مس تولید می‌کنند دچار عدم تناسب می‌شود. هنگامی که اکسید مس به آرامی با مس فلزی گرم می شود، به اکسید مس تبدیل می شود. به دلیل واکنش هایی که در سطح بین مس و اکسیژن موجود در هوا ایجاد می شود و یک لایه اکسید محافظ نازک ایجاد می کند، به عنوان یک مقاومت در برابر خوردگی خوب عمل می کند.

روش تولید اکسید مس

بسیاری از روش‌های مصنوعی مانند تکنیک تابش، کندوپاش، رسوب الکتریکی و مسیر شیمی مرطوب مانند سنتز حل‌گرمایی، سنتز هیدروترمال و احیای مایع، می‌توانند برای تهیه میکرو/نانوکریستال‌های Cu2O وجهی استفاده شوند. گسترده ترین روش مورد استفاده در میان آنها، روش شیمی مرطوب برای دستکاری وجوه قرار گرفتن در معرض کریستال های Cu2O به دلیل توانایی همه کاره در تنظیم نرخ رشد و هسته در جهت های مختلف است.

اکسید مس (I) ممکن است با چندین روش تولید شود. به طور واضح، از طریق اکسیداسیون فلز مس ایجاد می شود:

4Cu + O₂ → 2 Cu₂O

افزودنی هایی مانند آب و اسیدها بر سرعت و همچنین اکسیداسیون بیشتر به اکسیدهای مس (II) تأثیر می گذارند. همچنین به صورت تجاری با احیای محلول های مس (II) با دی اکسید گوگرد تولید می شود.

روش دیگر، ممکن است از طریق احیای هیدروکسید مس (II) با پراکسید هیدروژن تهیه شود:[5]

2Cu(OH)₂ + H₂O₂ → Cu₂O + 3H₂O + O₂

محلول های آبی کلرید مس با باز واکنش داده و همان ماده را به دست می آورند. در همه موارد، رنگ به جزئیات رویه بسیار حساس است. Cu₂O در هوای مرطوب به اکسید مس (II) تجزیه می شود

کاربردهای اکسید مس

تا به حال، کاربردهای اصلی Cu₂O در زمینه تبدیل انرژی و محیط زیست، به ویژه الگوهای شیمیایی، حسگرها و کاتالیزورها بوده است. تمرکز اصلی ما در این بخش بر روی عملکردهای بهبود یافته و غیرعادی است که با استفاده از نانوکامپوزیت‌های هیبریدی Cu₂O و وجوه کریستالی Cu₂O ایجاد می‌شوند.

اکسید مس معمولاً به عنوان رنگدانه، قارچ کش و عامل ضد رسوب برای رنگ های دریایی استفاده می شود. دیودهای یکسو کننده مبتنی بر این ماده در اوایل سال 1924، مدتها قبل از تبدیل شدن سیلیکون به استاندارد، به صورت صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند. اکسید مس (I) نیز مسئول رنگ صورتی در تست بندیکت مثبت است.

در دسامبر 2021، توشیبا از ایجاد یک سلول خورشیدی لایه نازک اکسید مس (Cu₂O) شفاف خبر داد. این سلول به راندمان تبدیل انرژی 8.4 درصد دست یافت که بالاترین بازدهی است که تا سال 2021 برای هر سلولی از این نوع گزارش شده است. این سلول ها می توانند برای کاربردهای ایستگاه سکوی ارتفاع بالا و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده شوند.