氧化鉛是由鉛元素與氧元素結(jié)合形成的無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為PbO,在自然界中以紅色四方晶體(密陀僧)或黃色正交晶體(黃丹)兩種形態(tài)存在。作為重要的工業(yè)原料,其熔點(diǎn)約為888℃,密度9.53g/cm3,在陶瓷釉料、鉛酸電池(作為正極活性物質(zhì))和光學(xué)玻璃制造中具有不可替代的作用。需要重點(diǎn)關(guān)注其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是作為壓電材料(介電常數(shù)ε=25)時(shí)展現(xiàn)出的獨(dú)特性能。
根據(jù)制備工藝不同,氧化鉛會(huì)呈現(xiàn)截然不同的物理特性。傳統(tǒng)焙燒法生產(chǎn)的黃色氧化鉛(β-PbO)在488℃會(huì)轉(zhuǎn)化為紅色α型,這種相變過(guò)程伴隨著3.8%的體積收縮率?,F(xiàn)代濕法工藝則能直接合成納米級(jí)氧化鉛顆粒(粒徑50-100nm),比表面積高達(dá)35m2/g,顯著提升了其在催化劑載體中的分散性。值得注意的是,它的禁帶寬度約2.7eV,這使得氧化鉛在光電轉(zhuǎn)換器件中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
在安全防護(hù)方面,氧化鉛的毒性(LD50大鼠經(jīng)口=4500mg/kg)需要特別警惕。接觸粉末時(shí)應(yīng)佩戴N95級(jí)防護(hù)口罩,工作場(chǎng)所鉛濃度需控制在0.05mg/m3以下。處理氧化鉛的作業(yè)區(qū)域必須配備負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)(換氣次數(shù)≥12次/h),同時(shí)要避免與還原劑(如活性炭)共同儲(chǔ)存,防止發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)鉛。廢棄氧化鉛應(yīng)當(dāng)按危險(xiǎn)廢物代碼HW31進(jìn)行分類處置。
從歷史維度看,氧化鉛的使用可追溯至古羅馬時(shí)期,當(dāng)時(shí)已用于制作紅色顏料(鉻紅Pb3O4前體)。現(xiàn)代工業(yè)中約65%的氧化鉛用于鉛酸蓄電池生產(chǎn),每塊汽車蓄電池約含1.2kg氧化鉛。隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,其在鋰離子電池正極補(bǔ)鋰劑(摻混比例0.5-2wt%)中的應(yīng)用正在拓展,這種跨界應(yīng)用使其年需求量保持3.2%的穩(wěn)定增長(zhǎng)。