اکسید کبالت

اکسید کبالت یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب‌کم ۱۱۶۵۱۶۵۱ است. که جرم مولی آن 240.80 g mol−۱ می‌باشد. شکل ظاهری این ترکیب، جامد سیاه است. این ترکیب ساختار چهار ظلعی مشبک دارد که توانایی کبالت در جذب یون های دیگر را بالا می برد.

اکسید کبالت یک ترکیب معدنی است که کریستالهای آن به رنگ قرمز تیره، سبز زیتونی، خاکستری با سیاه هستند. اکسید کبالت بیشترین مصرف را در صنعت تولید سرامیک دارد و برای لعاب های آبی و میناکاری مورد استفاده قرار می گیرد.

روش های تولید اکسید کبالت

(۱) با واکنش نیترات کبالت با اسید اگزالیک

(۲) نیترات کبالت با رسوب کربنات سدیم

(۳) با استفاده از سدیم دودسیل سولفات سدیم به عنوان سورفکتانت آلی است. در صنایع شیمیایی اکسید کبالت برای تولید نمک های کبالت مورد استفاده قرار می گیرد.

در بسیاری از مناطق جهان محتوای کبالت موجود در خاک و گیاهان بسیار کم است و سلامت موجودات زنده را تحت تاثیر قرار نمی دهد و حتی می توان آنرا به خاک یا خوراک دام ها اضافه کرد.

کاربردهای اکسید کبالت در پزشکی

اگرچه این ماده کاربردهای گسترده ای در تولید ابر رساناها، شبه رساناها، حسگرها، MRI و زیست پزشکی دارد اما سنتز بیولوژیکی آن در مقیاس نانو با یک روش کاملا سبز برای تولید نانوذرات اکسید کبالت یک دستاورد بزرگ در علوم پزشکی است.

نانوذرات این ماده پتانسیل ضد باکتریایی متفاوتی در برابر سویه های مختلف باکتریایی بیماری زا نشان می دهند. این ترکیبات نسبت به ماکروفاژها با گلبولهای قرمز سازگاری بیشتری دارند و دارای خواص آنتی اکسیدانی، قدرت احیاء کنندگی و مهار آنزیم ها هستند. این ترکیب همچنین پتانسیل درمان لیشمانیاز را دارد ولی مطالعات بیشتری برای سازگاری و عدم سمیت آن برای سلولهای زنده لازم است.

این ماده در همه دماها با ایجاد رنگ متالیک فلزی برای لعابکاری مورد استفاده قرار می گیرد. کبالت قدرتمندترین رنگ در صنایع تولید سرامیک است که در اکثر سیستم ها پایدار است. این ماده مانند مس در طول اکسیداسیون به صورت فعال ذوب می شود. درک دقیق اینکه پودر اکسید کبالت چیست و چگونه تجزیه می شود بسیار پیچیده است.

نمک های کبالت معمولاً با فعالیت اسیدهای مناسب بر روی فلز کبالت یا اکسید کبالت ساخته می شوند. برخی از نمک های کبالت، به ویژه ترکیبات آلی آن خشک کننده های عالی رنگ ها، لاک و جوهر هستند. لینولات های کبالت، رزین‌ها، اولئات ها، استئارات ها و نفتنات ها حاوی ۴ تا ۱۲ درصد کبالت هستند که برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

ویژگی های اکسید کبالت

اکسید کبالت خالص حاوی ۷۸.۶٪ فلز کبالت است و پودر خام آن برای کاربرد در لعاب‌کاری به اکسید کبالت واقعی تجزیه نمی شود مگر اینکه در کوره گرم شود.

بطور معمول ۱۴۰ تا ۴۵۰۰ گرم (۵ اونس تا ۱۰ پوند) اکسید کبالت در هر تن شیشه برای ایجاد رنگ آبی در شیشه های ساختمانی، بطری ها و شیشه های فیلتر نوری مورد استفاده قرار می گیرد. برای خنثی کردن رنگ زرد آهن در ظروف و شیشه های پنجره، مقادیر کمی اکسید کبالت، ۱ تا ۴۵ گرم (۰.۰۴ تا ۱.۶ اونس) در هر تن شیشه مورد نیاز است.

حدود ۴۵۴ گرم (۱ پوند) این ماده در هر تن خاک رس خشک نیز برای خنثی کردن رنگ آهن در ظروف سفالی، سرویس بهداشتی و کاشی استفاده می شود و در مقادیر بیشتر برای افزودن رنگ آبی بکار می رود.

شایان ذکر است که اگر گریدهای سرامیکی تجاری اکسید کبالت خوب آسیاب نشوند لکه های لعابی در محصول نهایی ایجاد خواهند کرد و بسته به اینکه ذرات تا چه درجه ای در محصول تجمع داشته باشند رنگ سرامیک و لکه های آن متفاوت خواهد بود.

اکسید کبالت نانو

مجموعه نانوذرات اکسید کبالت (Co3O4) از ذراتی با قطرهای حدود ۱۴ نانومتر تشکیل شده است و در چندین صنعت کاربرد دارد. نانوذرات اکسید کبالت (Co3O4) به دلیل نسبت سطح به حجم بالا، هزینه کم، پایداری شیمیایی و فیزیکی عالی به عنوان کاندیدای غیرمجاز برای تخریب فوتوکاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

اکسید کبالت نانو دارای خواص نوری، الکتریکی و مغناطیسی برجسته ‌ای هستند که می‌ توانند برای سنجش گاز، ابرخازن‌ها و باتری‌های لیتیوم یونی استفاده شوند.

آنها را می توان به عنوان حسگر شیمیایی و ماده دی الکتریک مورد بهره برداری قرار داد. اندازه کوچک ذرات، رسانایی نوع p، شکاف باند انرژی دوگانه، ماهیت کریستالی خوب، مقدار بالای ثابت دی الکتریک، مقدار کم تلفات دی الکتریک و رسانایی AC خوب آنها را به عنوان حامل های بار کارآمد در حسگرهای شیمیایی و خازن ها تبدیل کرده است.

اکسید کبالت نانو به عنوان آند باتری ‌های لیتیوم یونی استفاده می‌ شود. نانوذرات اکسید کبالت، نسبت سطح به حجم بالا و طول مسیر کوتاهی را برای انتقال کاتیون لیتیوم ارائه می ‌دهند که منجر به ظرفیت تخلیه بالا و برگشت‌پذیری بالا در چرخه می ‌شود.

اکسید کبالت نانو ممکن است برای بهبود پایداری ابعادی آند و جلوگیری از تجمع ذرات در طی فرآیندهای شارژ و تخلیه لیتیوم بر روی بسترها لنگر شود. برای اینکه بتوان از خواص مختلف نانوذرات اکسید کبالت بهره برد،باید در کنترل اندازه، تک پراکندگی و ساختار کریستالی دقت زیادی کرد.

قیمت اکسید کبالت

قیمت اکسید کبالت به عوامل مختلفی همچون گرید و خلوص آن و همچنین نوسانات قیمت دلار در بازار ایران بستگی دارد.

کاربرد اکسید کبالت

بیشتر به عنوان رنگدانه در صنعت سرامیک و شیشه برای رساندن رنگ سیاه یا آبی به محصول نهایی استفاده می شود. این ترکیب دارای فرمول شیمیایی Co3O4 با وزن مولکولی ۲۴۰.۸۰ g/cm3 و چگالی ۶.۱۱ g/cm3 است. این پودر به رنگ سیاه است و ماهیت نامحلول در آب را نشان می دهد.

همچنین در صنایع شیمیایی برای تولید نمک کبالت استفاده می شود. پودر اکسید کبالت یک ترکیب بی بو با درجه خلوص بالا است و اثربخشی عالی را تضمین می کند. به طور یکنواخت پخش می شود و در عین حال ظاهر و رنگ جذابی به ظروف سفالی، سرامیک و مینا می دهد.

پودر کبالت

پودر کبالت و ترکیبات کبالت از دیرباز شناخته شده‌اند و به‌عنوان آبی کبالت عمدتاً برای رنگ ‌آمیزی شیشه و سرامیک مورد استفاده قرار می‌ گرفتند. در قرون وسطی، آنها اغلب سنگ معدن نقره و مس با ارزش به حساب می آمدند. با این حال، از آنجایی که نمی‌ توان آن‌ها را فرآوری کرد و به دلیل وجود آرسنیک در اثر حرارت، بوی بدی از آن‌ها خارج می‌ شد خیلی مورد توجه نبودند.

پودر اکسید کبالت در باتری های لیتیوم یون استفاده می شود. همچنین در شیشه، سرامیک، جوهر، رنگ و لاک استفاده می شود. همچنین برای ظاهر جذابش به عنوان آبکاری استفاده می شود. اکسید کبالت در لعاب، شیشه و لعاب استفاده می شود و قوی ترین رنگ سرامیکی است.