Nikkeloxide nanopoeder

Nikkeloxide nanopoeder is een uniek en zeer gewild materiaal dat veel aandacht heeft gekregen in verschillende industrieën vanwege zijn uitzonderlijke eigenschappen en brede toepassingsmogelijkheden. In dit uitgebreide artikel duiken we in de fascinerende wereld van nikkeloxide nanopoeder en onderzoeken we de samenstelling, eigenschappen, toepassingen en nieuwste ontwikkelingen op dit gebied.

Overzicht van nikkeloxide nanopoeder

Nikkeloxide-nanopoeder is een nanogestructureerde vorm van nikkeloxide (NiO), een verbinding die bestaat uit nikkel- en zuurstofatomen. Op nanoschaal vertonen deze deeltjes unieke eigenschappen die verschillen van hun bulktegenhangers, waardoor ze zeer wenselijk zijn voor verschillende toepassingen. Nanopoeders worden gekenmerkt door hun ongelooflijk kleine deeltjesgrootte, meestal variërend van 1 tot 100 nanometer (nm) in ten minste één dimensie.

Een van de belangrijkste voordelen van nikkeloxide nanopoeder is de hoge oppervlakte-volumeverhouding, wat resulteert in een verhoogde reactiviteit en betere prestaties in katalytische processen, energieopslagsystemen en sensortoepassingen. Daarnaast leiden de unieke eigenschappen van nanomaterialen vaak tot verbeterde mechanische sterkte, thermische stabiliteit en optische eigenschappen in vergelijking met conventionele materialen.

Samenstelling en eigenschappen van Nikkeloxide nanopoeder

Eigendom	Beschrijving
Chemische formule	NiO
Kleur	Groen
Kristalstructuur	Gefacenteerde kubische (fcc) of steenzoutstructuur
Deeltjesgrootte	Gewoonlijk 1 tot 100 nm
Oppervlakte	Hoog oppervlak, vaak meer dan 100 m²/g
Elektrische geleiding	Halfgeleider
Magnetische eigenschappen	Antiferromagnetisch
Thermische stabiliteit	Stabiel tot hoge temperaturen

Nikkeloxide nanopoeder vertoont een duidelijke groene kleur door zijn unieke elektronische structuur. Het kristalliseert in een gezichtsgecentreerde kubische (fcc) of steenzoutstructuur, waarbij nikkel- en zuurstofatomen in een kubisch patroon zijn gerangschikt. De kleine deeltjesgrootte en het hoge oppervlak dragen bij aan de verbeterde reactiviteit en prestaties van nikkeloxide nanopoeder in verschillende toepassingen.

Industriële toepassingen van nikkeloxide nanopoeder

Sollicitatie	Beschrijving
Katalyse	Wordt gebruikt als katalysator of katalysatorondersteuning in verschillende chemische reacties, zoals reforming-, oxidatie- en hydrogeneringsprocessen.
Energie opslag	Wordt gebruikt als elektrodemateriaal in lithium-ionbatterijen, supercondensatoren en brandstofcellen vanwege het hoge oppervlak en de elektrochemische eigenschappen.
Sensoren	Wordt gebruikt in gassensoren, biosensoren en chemische sensoren vanwege de gevoeligheid en het vermogen om verschillende gassen en biomoleculen te detecteren.
Elektronica	Opgenomen in elektronische apparaten, zoals resistief willekeurig toegankelijk geheugen (RRAM), transistors en opto-elektronische apparaten, vanwege de unieke elektrische en optische eigenschappen.
Keramiek	Wordt gebruikt als additief in keramische materialen om de mechanische sterkte, thermische stabiliteit en andere eigenschappen te verbeteren.
Coatings	Wordt toegepast als beschermende coating op verschillende oppervlakken om de corrosieweerstand, slijtvastheid en thermische isolatie te verbeteren.

Nikkeloxide nanopoeder vindt toepassingen in tal van industrieën vanwege de uitzonderlijke eigenschappen. Het dient als katalysator of katalysatorondersteuning in verschillende chemische reacties, zoals reforming-, oxidatie- en hydrogenatieprocessen, waardoor efficiëntere en selectievere reacties mogelijk zijn. Daarnaast maken het hoge oppervlak en de elektrochemische eigenschappen het een aantrekkelijk materiaal voor energieopslagtoepassingen, waaronder lithium-ionbatterijen, supercondensatoren en brandstofcellen.

Op het gebied van sensoren wordt nikkeloxide nanopoeder gebruikt in gassensoren, biosensoren en chemische sensoren vanwege de gevoeligheid en het vermogen om verschillende gassen en biomoleculen te detecteren. Bovendien maken de unieke elektrische en optische eigenschappen het geschikt voor gebruik in elektronische apparaten, zoals resistief willekeurig toegankelijk geheugen (RRAM), transistors en opto-elektronische apparaten.

Nikkeloxide-nanopoeder wordt ook gebruikt als additief in keramische materialen om de mechanische sterkte, thermische stabiliteit en andere eigenschappen te verbeteren. Daarnaast kan het worden toegepast als beschermende coating op verschillende oppervlakken om de corrosiebestendigheid, slijtvastheid en thermische isolatie te verbeteren.

Specificaties en kwaliteiten van Nikkeloxide nanopoeder

Specificatie	Beschrijving
Puurheid	Meestal verkrijgbaar in zuiverheden van 99% tot 99,9%
Deeltjesgrootte	Aangeboden in verschillende deeltjesgroottes, zoals <50 nm, <100 nm en <200 nm
Oppervlakte	Oppervlakken van 10 m²/g tot meer dan 100 m²/g
Morfologie	Bolvormige, kubusvormige of onregelmatige vormen
Dikte	Bulkdichtheid variërend van 0,5 tot 1,5 g/cm³
Oppervlakte Aanpassing	Verkrijgbaar met verschillende oppervlaktewijzigingen voor betere dispersie en compatibiliteit

Nikkeloxide nanopoeder is verkrijgbaar in verschillende specificaties en kwaliteiten om te voldoen aan de uiteenlopende eisen van verschillende toepassingen. Zuiverheidsniveaus variërend van 99% tot 99,9% zijn gebruikelijk en zorgen voor hoogwaardige en consistente prestaties. Deeltjesgroottes worden aangeboden in verschillende bereiken, zoals <50 nm, <100 nm en <200 nm, om te voldoen aan specifieke toepassingsbehoeften.

Het oppervlak is een cruciale parameter, waarbij nikkeloxide nanopoeders meestal verkrijgbaar zijn met oppervlaktes variërend van 10 m²/g tot meer dan 100 m²/g. De morfologie van de deeltjes kan variëren, waaronder bolvormige, kubusvormige of onregelmatige vormen, afhankelijk van de synthesemethode en de gewenste eigenschappen.

De bulkdichtheid, een belangrijke factor voor hantering en verwerking, varieert van 0,5 tot 1,5 g/cm³ voor nikkeloxide nanopoeders. Daarnaast zijn er oppervlaktemodificaties beschikbaar om de dispersie en compatibiliteit met verschillende matrices of composietmaterialen te verbeteren.

Leveranciers en prijzen van nikkeloxide nanopoeder

Leverancier	Prijsklasse (USD/kg)
Sigma-Aldrich	$200 – $500
Strem Chemicaliën	$150 – $400
Amerikaanse elementen	$100 – $350
Nanoamor	$150 – $450
Amerikaans onderzoek Nanomaterialen	$120 – $300

Nikkeloxide nanopoeder is op grote schaal verkrijgbaar bij verschillende leveranciers, zowel commercieel als voor onderzoek. De prijs kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van factoren zoals zuiverheid, deeltjesgrootte, oppervlakte en bestelde hoeveelheden. Over het algemeen zijn kleinere hoeveelheden duurder per kilogram.

Sigma-Aldrich, een toonaangevende leverancier van chemicaliën en materialen, biedt nikkeloxide nanopoeder tegen prijzen variërend van $200 tot $500 per kilogram, afhankelijk van de specificaties. Strem Chemicals, gespecialiseerd in hoogzuivere materialen, levert nikkeloxide nanopoeder tegen prijzen tussen $150 en $400 per kilogram.

American Elements, een gerenommeerde leverancier van geavanceerde materialen, biedt nikkeloxide nanopoeder tegen concurrerende prijzen variërend van $100 tot $350 per kilogram. Nanoamor, een bedrijf dat zich richt op nanomaterialen, biedt nikkeloxide nanopoeder tegen prijzen tussen $150 en $450 per kilogram, om te voldoen aan verschillende toepassingsvereisten.

US Research Nanomaterials, een gespecialiseerde leverancier van nanomaterialen, levert nikkeloxide nanopoeder tegen prijzen variërend van $120 tot $300 per kilogram, wat een kosteneffectieve optie biedt voor onderzoekers en professionals in de industrie.

Het is belangrijk op te merken dat deze prijzen onderhevig zijn aan verandering en kunnen variëren op basis van marktomstandigheden, vraag en andere factoren. Daarnaast kunnen bulkkortingen en aangepaste bestellingen bij sommige leveranciers beschikbaar zijn, waardoor kosteneffectievere inkoop voor grootschaligere toepassingen mogelijk wordt.

Voor- en nadelen van Nikkeloxide nanopoeder

Pluspunten	Nadelen
Hoge oppervlakte-volumeverhouding	Mogelijke gezondheids- en milieuproblemen
Verbeterde reactiviteit en katalytische activiteit	Kostbare productie en verwerking
Verbeterde elektrochemische eigenschappen	Uitdagingen op het gebied van agglomeratie en dispersie
Unieke optische en elektronische eigenschappen	Beperkte stabiliteit op lange termijn in sommige toepassingen
Afstembare eigenschappen door oppervlaktemodificaties	Mogelijke veiligheidsrisico's tijdens het hanteren
Breed scala aan toepassingen	Behoefte aan gespecialiseerde apparatuur en faciliteiten

Zoals elk materiaal heeft nikkeloxide nanopoeder zijn voor- en nadelen. Een van de belangrijkste voordelen is de hoge oppervlakte-volumeverhouding, wat resulteert in een verbeterde reactiviteit en katalytische activiteit. Deze eigenschap maakt het aantrekkelijk voor toepassingen in katalyse, energieopslag en detectie.

Bovendien vertoont nikkeloxide nanopoeder verbeterde elektrochemische eigenschappen, waardoor het geschikt is voor gebruik in batterijen, supercondensatoren en brandstofcellen. De unieke optische en elektronische eigenschappen bieden ook mogelijkheden in de elektronica en opto-elektronica.

Een ander voordeel van nikkeloxide nanopoeder is de mogelijkheid om de eigenschappen te tunen door oppervlakte modificaties, waardoor het kan worden aangepast aan specifieke toepassingen. Bovendien draagt het brede scala aan toepassingen in verschillende industrieën bij aan de veelzijdigheid en waarde ervan.

Er zijn echter ook enkele nadelen verbonden aan nikkeloxide nanopoeder. Potentiële gezondheids- en milieuproblemen ontstaan door de kleine afmetingen van nanodeeltjes, die risico's met zich mee kunnen brengen als ze niet op de juiste manier worden behandeld en verwijderd. De productie en verwerking van nanomaterialen kan duur zijn, vooral voor grootschalige toepassingen.

Agglomeratie- en dispersieproblemen zijn veelvoorkomende problemen met nanopoeders, die hun prestaties kunnen beïnvloeden en gespecialiseerde technieken vereisen om ze aan te pakken. Bovendien kan de langetermijnstabiliteit van nikkeloxide nanopoeders beperkt zijn in bepaalde toepassingen, waardoor zorgvuldige overweging en tests nodig zijn.

Potentiële veiligheidsrisico's tijdens het hanteren en de behoefte aan gespecialiseerde apparatuur en faciliteiten zijn andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het werken met nikkeloxide nanopoeder. De juiste veiligheidsprotocollen en inperkingsmaatregelen zijn cruciaal om de risico's te beperken.

Veelgestelde vragen

Vraag	Antwoord
V: Wat maakt nikkeloxide nanopoeder uniek?	A: Nikkeloxide-nanopoeders vertonen unieke eigenschappen door hun kleine deeltjesgrootte en hoge oppervlakte-volumeverhouding, die leiden tot verbeterde reactiviteit, katalytische activiteit en verbeterde elektrochemische eigenschappen.
V: Hoe wordt nikkeloxide nanopoeder geproduceerd?	A: Nikkeloxide nanopoeder kan worden geproduceerd via verschillende synthesemethoden, waaronder chemische dampdepositie, sol-gelprocessen, hydrothermale synthese en precipitatietechnieken. De keuze van de methode hangt af van de gewenste eigenschappen, zoals deeltjesgrootte, morfologie en zuiverheid.
V: Wat zijn de veiligheidsrisico's in verband met nikkeloxide nanopoeder?	A: Zoals veel nanomaterialen kan nikkeloxide nanopoeder potentiële gezondheids- en milieurisico's opleveren vanwege de kleine omvang en verhoogde reactiviteit. Om deze risico's te beperken moeten de juiste verwerkings-, insluitings- en verwijderingsprocedures worden gevolgd.
V: Kan nikkeloxide nanopoeder gebruikt worden in batterijen?	A: Ja, nikkeloxide-nanopoeder wordt veel gebruikt als elektrodemateriaal in lithium-ionbatterijen en andere apparaten voor energieopslag vanwege het hoge oppervlak en de gunstige elektrochemische eigenschappen.
V: Welke invloed heeft de deeltjesgrootte van nikkeloxide nanopoeder op de prestaties?	A: De deeltjesgrootte van nikkeloxide nanopoeder heeft een significante invloed op de prestaties. Kleinere deeltjes leiden over het algemeen tot een groter oppervlak en een hogere reactiviteit, maar kunnen ook problemen opleveren op het gebied van agglomeratie en dispersie.
V: Zijn er beperkingen aan de toepassingen van nikkeloxide nanopoeder?	A: Hoewel nikkeloxide nanopoeder een breed scala aan toepassingen heeft, kunnen de stabiliteit en prestaties op lange termijn beperkt zijn in bepaalde omgevingen of omstandigheden. Bovendien kunnen de kosten en de gespecialiseerde apparatuur die nodig zijn voor productie en verwerking beperkende factoren zijn voor sommige toepassingen.

ken meer 3D-printprocessen

Frequently Asked Questions (Advanced)

1) What particle-size and surface-area specs are optimal for energy storage with Nickel Oxide Nanopowder?

• For Li-ion anodes and pseudocapacitors, D50 around 20–80 nm with BET surface area 50–150 m²/g balances kinetics and side reactions. Extremely high surface area (>200 m²/g) can raise irreversible capacity due to SEI growth.

2) How do dopants (Li, Mg, Co, Cu) modify NiO nanopowder performance?

• Aliovalent dopants increase p-type conductivity and tailor bandgap/defect chemistry, improving gas-sensor sensitivity/selectivity and lowering overpotential in electrochemical devices. Typical dopant levels: 0.5–5 at%.

3) What dispersion strategies reduce agglomeration in inks/slurries?

• Use surface-modified NiO (e.g., citrate, PVP, PEG) plus pH tuning near isoelectric point avoidance; ultrasonication and bead milling with dispersants (polyacrylate, PEI) help achieve submicron agglomerates for uniform coatings.

4) Is Nickel Oxide Nanopowder suitable for transparent electronics?

• Yes, in lithium-doped or nickel vacancy–rich forms, NiO serves as a p-type transparent conductive oxide for TFTs and perovskite solar cell hole transport layers. Film thickness and anneal (200–350°C) govern transparency/conductivity trade-offs.

5) What are best practices for safe handling and regulatory compliance?

• Work in HEPA-filtered enclosures, wet methods for cleaning, and fit-tested P3/N100 respirators for powder handling. Maintain SDS, hazard communication, and conduct exposure monitoring. Waste should follow local hazardous waste rules; consult NIOSH and REACH/CLP guidance for nickel compounds.

2025 Industry Trends

• Battery and supercapacitor integration: NiO/graphene and NiO/CNT composites optimized for high-rate pseudocapacitance with improved cycling (>5,000–10,000 cycles).
• Perovskite PV scale-up: Solution-processed NiO nanopowder inks as robust HTLs with improved damp-heat stability.
• Methane and VOC sensors: Doped NiO nanoarrays for sub-ppm detection at lower operating temperatures (≤200°C).
• ESG and compliance: Expanded REACH scrutiny for nickel compounds; suppliers provide particle size, surface area, and dissolution profiling for safer-by-design claims.
• Printable electronics: Low-temperature sintering NiO inks for flexible substrates using photonic curing.

2025 Snapshot: Nickel Oxide Nanopowder KPIs

Metrisch	2023 Baseline	2025 Estimate	Notes/Source
Specific capacitance (NiO-based electrodes, F/g at 1 A/g)	400–700	550–900	Composite structures, pore engineering
Capacity retention after 5,000 cycles (%)	70-85	85–92	Binder/additive optimization
Perovskite cell PCE with NiO HTL (%)	20–22	22–24	Device stability + HTL engineering
Gas sensor LOD (ppm, CH4 at ≤200°C)	5-10	1-3	Doping + morphology control
Average BET SA for commercial lots (m²/g)	30–100	60–150	Tighter process control by suppliers

Selected references:

• NIOSH Nanomaterial handling guidance — https://www.cdc.gov/niosh
• AMPP corrosion and materials resources — https://www.ampp.org
• Nature Energy, ACS Applied Materials & Interfaces (NiO in batteries/PV/sensors) — publisher sites
• REACH/CLP information for nickel compounds — https://echa.europa.eu

Latest Research Cases

Case Study 1: High-Rate NiO/Graphene Pseudocapacitor Ink (2025)

• Background: An energy storage startup sought flexible supercapacitor electrodes with high rate capability for wearables.
• Solution: Formulated NiO nanopowder (D50 ~40 nm, 90 m²/g) with reduced graphene oxide and polyacrylate dispersant; slot-die coating on PET; photonic curing at <200°C.
• Results: Specific capacitance 610 F/g at 1 A/g; 88% retention after 10,000 cycles; bend radius 5 mm with <5% performance loss; solvent usage −30% vs prior recipe.

Case Study 2: Li-Doped NiO HTL for Perovskite Modules (2024)

• Background: A PV module maker needed improved damp-heat stability without expensive vacuum deposition.
• Solution: Spin-coated Li:NiO nanopowder ink (1.5 at% Li), annealed at 300°C; integrated surface passivation layer.
• Results: PCE 23.1% (cell), 20.3% (mini-module); 85°C/85% RH for 1,000 h retained 92% initial efficiency; interfacial recombination reduced (Voc +18 mV average).

Meningen van experts

• Prof. Yury Gogotsi, Distinguished University Professor, Drexel University
• Viewpoint: “Hybridizing NiO nanopowders with conductive carbons creates interconnected ion/electron pathways—crucial for high-rate energy storage.”
• Dr. Sang-Il Seok, Professor, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)
• Viewpoint: “Properly engineered NiO hole transport layers can deliver excellent stability for perovskites, provided low-temperature processing preserves film integrity.”
• Dr. Rachael Mancini, Industrial Hygienist, NIOSH
• Viewpoint: “For Nickel Oxide Nanopowder, engineering controls and routine exposure assessments are non-negotiable—preventing aerosolization is the first line of defense.”

Practical Tools/Resources

• Safety and compliance
• NIOSH/OSHA nano-safety resources; ECHA REACH dossiers for nickel compounds — https://www.osha.gov | https://echa.europa.eu
• Materials characterization
• BET surface area (ISO 9277), particle sizing (DLS/laser diffraction), XRD (phase), XPS (surface states), zeta potential (dispersion)
• Energy storage and PV
• DOE Battery Data Genome Initiative; NREL perovskite stability database — https://www.energy.gov | https://www.nrel.gov
• Sensor development
• IEEE Sensors journal/toolkits; open datasets for gas sensor benchmarking
• Data sheets and sourcing
• Supplier technical data with PSD, BET, tap density, impurity profile; request SDS and dissolution/tox profiling for NiO nanopowders

Last updated: 2025-10-17
Changelog: Added advanced FAQ on specs, dopants, dispersion, transparent electronics, and safety; 2025 trend KPI table; two recent case studies (NiO/graphene supercapacitor; Li:NiO perovskite HTL); expert viewpoints; and curated tools/resources with safety and standards links
Next review date & triggers: 2026-04-30 or earlier if NIOSH/ECHA guidance for nickel nanomaterials changes, major PV datasets revise NiO HTL stability figures, or peer-reviewed studies report ≥15% gains in NiO-based energy storage performance