氧化镍在工业和科研领域中具有广泛的应用，如催化剂、电子材料和陶瓷制造等。然而，其潜在的毒性问题也引发了人们的关注，了解氧化镍的应用与毒性之间的关系显得尤为重要。
简介：
氧化镍，是一种无机化合物，化学式为NiO，为橄榄绿色结晶性粉末。氧化镍 NiO 是一种具有立方晶格结构的重要过渡金属氧化物。由于在各种应用中的潜在用途，它引起了越来越多的关注，例如：催化、电池阴极、气体传感器、电致变色薄膜和磁性材料，也可广泛用于染料敏化光阴极面 。它表现出阳极电致变色、出色的耐用性和电化学稳定性、大自旋光密度和各种制造可能性。此外，由于作为离子存储材料的材料成本低，NiO 半导体成为新研究领域的一个激励性课题。
氧化镍的应用
氧化镍有什么用途？氧化镍是具有多种优异性质的多功能半导体材料，比如气敏性，光学，电学性质，热电性等特性，被广泛用于陶瓷，建筑，化工，压片电器等领域。
（1）电极材料
与静电电容器相比，超级电容器提供了更大的能量储存能力；相较于电池，它们具有更高的功率密度和更长的使用寿命，同时在环境保护和能效方面表现优越。在金属氧化物材料中，氧化镍因其较高的理论比电容、较低的成本和较小的污染受到广泛关注。制备过程中得到的尺寸较小且比表面积较大的NiO晶粒能够更有效地与活性物质和电解液接触，从而提升了材料的电化学性能和整体利用效率。
（2）气敏材料
作为气敏材料，p 型半导体在气体浓度升高时，其电阻通常比 n 型半导体更易增大。氧化镍（NiO）是典型的 p 型半导体，当气体分子吸附到其表面时，会引起 NiO 表面能带弯曲，并显著改变其电阻率。电阻的变化通过放大器转化为电信号，从而实现对目标气体的检测、监控和报警。氧化镍的比表面积越大，其对气体的敏感度和响应速度也越高。因此，开发尺寸较小但比表面积较大的氧化镍材料已成为气敏材料研究的一个重要方向。
（3）光电材料
氧化镍的因其具有独特的 3d 电子结构和 Ni2+ 空位，使其有良好的电子阻挡特性和空穴传输能力，从而广泛的应用于有机光电子器件中。纳米氧化镍薄膜致密光滑对太阳能电池的性能有显著的提高。另外自身良好的透光性也使光伏器件及外量子效率更稳定。
（4）光催化材料
NiO 属于宽带隙的半导体，对紫外光有很好的吸收，展现出作为光催化材料的潜力。通过与 n 型半导体复合，改变 NiO的吸光范围，使其可以利用太阳光进行光催化反应。目前以NiO 作为 p 型半导体应用于产氢，降解废水中的污染物和还原CO2 气体等领域改善环境和能源问题是一种可行的方法。
（5）生物应用
绿色合成的 NiO 纳米颗粒已显示出相当大的抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎特性，使其成为生物医学应用的有前途的工具。研究已发现 NiO 纳米颗粒对许多真菌菌株具有杀菌活性。几项研究描述了绿色合成的 NiO 纳米颗粒的抗癌活性，包括对 HT-29、MCF-7、HepG2、A549 和 Hela 癌细胞系的细胞毒性研究。此外，这些纳米颗粒对热带利什曼原虫表现出优异的抗寄生虫性能。其他研究还揭示了 NiO 纳米颗粒的抗糖尿病、抗炎和抗氧化特性。针对新鲜分离的巨噬细胞和红细胞检查了绿色合成的 NiO 纳米颗粒的生物相容性，发现在较低浓度下是安全的。=NiO 纳米颗粒通过产生过量的活性氧 （ROS） 和释放导致细胞凋亡的镍 （II） 离子，显示出对不同微生物和癌细胞系的毒性。
氧化镍毒性
（1）相关研究
有证据表明，接触镍微粒会导致皮肤过敏、肺纤维化和肺癌等不良影响。许多实验和流行病学研究以及综述也表明，金属镍和镍化合物在其细小状态下具有致癌性。基于这些证据，IARC 将镍化合物归类为第 1 类：对人类具有致癌性。而金属镍被归类为 2B 类：可能对人类致癌。氧化镍纳米颗粒 (NiO-NPs) 与其本体氧化镍 (NiO-Bulk) 相比具有独特的性能，可用于促进创新应用的工业产品。最近有报道称，NiO-NPs 能够很容易地被输送到生物系统中，从而引起细胞毒性和遗传毒性作用。
（2）法律法规
氧化镍（CAS号1313-99-1）被认定为危险物质，并被分类为1类致癌物质。在澳大利亚安全工作场所（HSIS）中，其风险提示为“吸入可能致癌”（T；R49）。国际癌症研究机构（IARC）将镍化合物列为“对人类致癌物质”（第1组）。该化合物可能对肺部和鼻黏膜产生影响，吸入其粉尘具有致癌风险。职业接触限值（TLV）为：以镍计的可吸入部分浓度应不超过0.2 mg/m3，按时间加权平均（TWA）计算；且该物质被归类为A1级（已确认的人类致癌物）。此外，氧化镍对水生生物有潜在危害。
总结
氧化镍因其优异的电化学性能而在超级电容器和气敏材料等领域展现出广泛的应用前景。它的高比电容和较低成本使其成为电池技术中的一个重要候选材料。然而，氧化镍的毒性问题不容忽视，尤其是其被归类为1类致癌物，对人体健康和环境可能带来风险。因此，在使用和处理氧化镍时，必须采取严格的安全措施和环保措施，以确保其应用的安全性和可持续性。
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