化学式:NiCO3
外观:绿色粉末或结晶性固体(纯品为斜方晶系结晶,工业产品常为粉末状)。
密度:约 4.43g/cm3。
溶解性:
几乎不溶于水(20℃时溶解度仅约 0.009g/100 mL)。
可溶于稀酸(如盐酸、硫酸,反应生成相应镍盐和二氧化碳),也可溶于含二氧化碳的水(形成酸式碳酸镍而溶解)。
热稳定性:
加热至约 260℃开始分解,生成氧化镍(NiO)、二氧化碳(CO₂)和水蒸气(H₂O)。
完全分解温度约为 400℃,最终产物为黑色氧化镍。
与酸反应:NiCO3+2HCl→NiCl2+CO2↑+H2O生成相应镍盐、二氧化碳和水,是制备其他镍化合物的基础反应。
与碱反应:不与强碱溶液直接反应,但在氨水等弱碱中可形成配合物而溶解(如生成[Ni(NH3)6]2+)。
氧化还原反应:本身无强氧化性或还原性,但在高温下可被氢气、一氧化碳等还原为金属镍。
作为镍电镀液的原料:用于配制镀镍电解液(如与硫酸镍、氯化镍复配),提供镍离子来源。
优势:
溶解性适中,可缓慢释放镍离子,有助于形成均匀、致密的镍镀层。
相比氯化镍,碳酸镍不含氯离子,对设备腐蚀性较低,适合精密电镀或高纯度镀层需求。
用于合成加氢催化剂:如与铝、镁等金属氧化物复合,经煅烧还原后制得镍基催化剂,用于石油化工中的加氢反应(如烯烃加氢、油脂氢化)。
原理:碳酸镍分解生成的氧化镍(NiO)在高温下易被还原为金属镍(Ni),形成具有高活性的纳米级镍颗粒。
作为镍氢电池(Ni-MH)正极材料的前驱体:通过与氢氧化钴、氢氧化锂等混合煅烧,制备镍钴锂(NCL)或镍钴锰(NCM)三元正极材料。
其他电池应用:少量用于镍锌电池、镍镉电池的电极材料制备。
陶瓷着色剂:无水碳酸镍在高温下分解生成的氧化镍(NiO)可赋予陶瓷釉料绿色或蓝色色调,用于装饰性陶瓷、艺术玻璃的着色。
玻璃脱色与澄清:微量添加可作为玻璃的脱色剂(中和铁离子的黄色),或与其他氧化物配合用于调整玻璃的光学性能。
制备软磁合金:与铁、钴等金属氧化物共烧,合成镍铁合金(如坡莫合金),用于变压器铁芯、磁屏蔽材料等。
硬磁材料辅助剂:在永磁铁(如钕铁硼磁体)生产中作为添加剂,改善磁体的微观结构和磁性能。
颜料生产:用于合成绿色无机颜料(如镍绿),用于涂料、塑料着色。
医药与农业(少量):
医药中作为镍元素补充剂的原料(需严格控制纯度)。
农业中作为微量元素肥料(镍是植物生长必需的微量元素,但用量极少)。
总结:无水碳酸镍是重要的镍化合物中间体,凭借其热稳定性和可控的镍离子释放特性,在电镀、催化、电池等领域具有不可替代的作用。工业应用中需根据具体需求(如纯度、反应条件)选择合适形态的镍化合物,并严格遵守安全操作规范。
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