מאפיינים ויישום של ננו-תחמוצת נחושת Cuo

אבקת תחמוצת נחושת היא סוג של אבקת תחמוצת מתכת שחורה חומה, הנמצאת בשימוש נרחב. תחמוצת נחושת היא סוג של חומר אנאורגני רב תכליתי ועדין, המשמש בעיקר בהדפסה וצביעה, זכוכית, קרמיקה, רפואה וקטליזה. ניתן להשתמש בו כזרז, נשא זרז וחומר הפעלת אלקטרודות, ויכול לשמש גם כדלק רקטות, שהוא המרכיב העיקרי של הזרז. אבקת תחמוצת נחושת נמצאת בשימוש נרחב בחמצון, הידרוגנציה, ניטרו, קומפלקס פחמן דו-חמצני, חיזור ושריפת פחמימנים.

לאבקת ננו-CuO פעילות קטליטית, סלקטיביות ותכונות אחרות טובות יותר מאשר אבקת תחמוצת נחושת בקנה מידה גדול. בהשוואה לתחמוצת נחושת רגילה, לננו-CuO תכונות חשמליות, אופטיות וקטליטיות מצוינות יותר. התכונות החשמליות של ננו-CuO הופכות אותו לרגיש מאוד לסביבה חיצונית כמו טמפרטורה, לחות ואור. לכן, חיישן המצופה בחלקיקי ננו-CuO יכול לשפר מאוד את מהירות התגובה, הרגישות והסלקטיביות של החיישן. התכונות הספקטרליות של ננו-CuO מראות ששיא ספיגת האינפרא אדום של ננו-CuO מורחב באופן ברור, ותופעת ההיסט הכחול ניכרת. תחמוצת נחושת הוכנה על ידי ננו-קריסטליזציה. נמצא כי ננו-תחמוצת נחושת עם גודל חלקיקים קטן יותר ופיזור טוב יותר בעלת ביצועים קטליטיים גבוהים יותר עבור אמוניום פרכלורט.

דוגמאות יישום של ננו-תחמוצת נחושת

1כזרז ומסיר גופרית

ננו-Cu שייך למתכת מעבר, בעלת מבנה אלקטרוני מיוחד ותכונות אלקטרוניות של רווח והפסד השונות ממתכות אחרות בקבוצה, ויכולה להראות השפעה קטליטית טובה על תגובות כימיות שונות, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב בתחום הזרזים. כאשר גודל חלקיקי ה-CuO קטן עד ננו-קנה מידה, בשל האלקטרונים החופשיים הרב-משטחיים המיוחדים ואנרגיית השטח הגבוהה של ננו-חומרים, הוא יכול להראות פעילות קטליטית גבוהה יותר ותופעה קטליטית ייחודית יותר מאשר CuO בקנה מידה קונבנציונלי. ננו-CuO הוא מוצר הסרת גופרית מצוין, שיכול להראות פעילות מצוינת בטמפרטורה רגילה, ודיוק הסרת ה-H2S יכול להגיע מתחת ל-0.05 מ"ג מ"ק. לאחר אופטימיזציה, קיבולת החדירה של ננו-CuO מגיעה ל-25.3% במהירות אוויר של 3,000 שעות, שהיא גבוהה יותר מזו של מוצרי הסרת גופרית אחרים מאותו סוג.

מר גן 18620162680

2. יישום של ננו-CuO בחיישנים

ניתן לחלק חיישנים באופן גס לחיישנים פיזיקליים וחיישנים כימיים. חיישן פיזי הוא מכשיר שלוקח כמויות פיזיקליות חיצוניות כמו אור, צליל, מגנטיות או טמפרטורה כעצמים והופך את הכמויות הפיזיקליות שזוהו כמו אור וטמפרטורה לאותות חשמליים. חיישנים כימיים הם מכשירים שמשנים את הסוגים והריכוזים של כימיקלים ספציפיים לאותות חשמליים. חיישנים כימיים מתוכננים בעיקר על ידי שימוש ישיר או עקיף בשינוי אותות חשמליים כמו פוטנציאל אלקטרודה כאשר חומרים רגישים באים במגע עם מולקולות ויונים בחומרים הנמדדים. חיישנים נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים, כגון ניטור סביבתי, אבחון רפואי, מטאורולוגיה וכו'. לננו-CuO יתרונות רבים, כגון שטח פנים סגולי גבוה, פעילות פנים גבוהה, תכונות פיזיקליות ספציפיות וגודל קטן במיוחד, מה שהופך אותו לרגיש מאוד לסביבה חיצונית, כגון טמפרטורה, אור ולחות. יישומו בתחום החיישנים יכול לשפר מאוד את מהירות התגובה, הרגישות והסלקטיביות של החיישנים.

3ביצועי אנטי-סטריליזציה של ננו CuO

ניתן לתאר בפשטות את התהליך האנטיבקטריאלי של תחמוצות מתכת באופן הבא: תחת עירור אור עם אנרגיה גדולה יותר מפער הפסים, זוגות החור-אלקטרון שנוצרים מקיימים אינטראקציה עם O2 ו-H2O בסביבה, והרדיקלים החופשיים שנוצרים, כגון מיני חמצן ריאקטיביים, מגיבים כימית עם מולקולות אורגניות בתאים, ובכך מפרקים את התאים ומשיגים את המטרה האנטיבקטריאלית. מכיוון ש-CuO הוא מוליך למחצה מסוג p, ישנם חורים (CuO)+. הוא עשוי לתקשר עם הסביבה ולמלא תפקיד אנטיבקטריאלי או בקטריוסטטי. מחקרים הראו כי ננו-CuO בעל יכולת אנטיבקטריאלית טובה כנגד דלקת ריאות ופסאודומונס אירוגינוזה.