Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS

Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS  là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học được quy định là CdS. Hợp chất này tồn tại dưới dạng thức là một chất rắn màu vàng.

Thông tin sản phẩm

1. Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS là gì?

2. Tính chất vật lý và hóa học của Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS

Tính chất vật lý

• Công thức hóa học: CdS
• Số CAS: 1306-23-6
• Khối lượng mol: 144.47 g/mol
• Ngoại quan: Chất rắn màu vàng, có thể tồn tại ở dạng bột mịn hoặc tinh thể.
• Tỷ trọng: ~4.82 g/cm³ (dạng tinh thể)
• Điểm nóng chảy: ~980°C (phân hủy)
• Tính tan: Không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh.
• Cấu trúc tinh thể: Tồn tại ở hai dạng cấu trúc là wurtzite (lục giác) và sphalerite (lập phương).

Tính chất hóa học

• Tính bền nhiệt: CdS bền ở nhiệt độ thường nhưng có thể phân hủy khi nung nóng mạnh, giải phóng khí độc CdO và SO₂.
• Phản ứng với axit:
  • Tan trong axit mạnh như HCl và H₂SO₄, tạo thành muối cadmium (Cd²⁺) và giải phóng H₂S.
  • Phương trình phản ứng với HCl: CdS+2HCl→CdCl2​+H2​S↑
• Phản ứng với bazơ: CdS ít phản ứng với kiềm mạnh.
• Tính quang dẫn: CdS có tính bán dẫn và khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh, được sử dụng trong quang điện.

3. Ứng dụng của Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS  do KDCCHEMICAL cung cấp

3.1. Chất hấp thụ quang trong pin mặt trời  (Solar Cells – Pin Mặt Trời CdS/CdTe)

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide (CdS) là vật liệu bán dẫn nhóm II-VI, đóng vai trò quan trọng trong pin mặt trời màng mỏng CdTe/CdS. CdS được sử dụng làm lớp đệm (buffer layer) trong các tế bào quang điện, giúp tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Nhờ vào tính chất quang học ưu việt, CdS giúp hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn và tăng cường khả năng thu năng lượng của lớp hấp thụ chính (Cadmium Telluride – CdTe).

Pin mặt trời sử dụng CdS có các ưu điểm như giá thành thấp, khả năng sản xuất hàng loạt và hiệu suất cao trong điều kiện ánh sáng khuếch tán.

Cơ chế hoạt động:

• CdS có bandgap rộng (~2.42 eV), cho phép nó hấp thụ ánh sáng xanh và cực tím, trong khi vẫn truyền ánh sáng đỏ và hồng ngoại đến lớp CdTe.
• Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin, các hạt photon tạo ra cặp electron-hole trong lớp CdTe, trong đó lớp CdS giúp dẫn điện và tối ưu hóa quá trình tái tổ hợp của các hạt mang điện.
• Lớp tiếp giáp n-CdS/p-CdTe hình thành một junction diode, tạo ra dòng điện một chiều khi được kết nối với tải ngoài.

3.2. Chất bán dẫn trong quang điện trở  (Photoconductors)

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide được sử dụng rộng rãi trong các quang điện trở (photoresistors) do khả năng thay đổi điện trở theo cường độ ánh sáng. Quang điện trở CdS có thể được tìm thấy trong cảm biến ánh sáng, máy ảnh, màn hình hiển thị và hệ thống điều khiển tự động.

Một số thiết bị phổ biến sử dụng quang điện trở CdS bao gồm:

• Cảm biến ánh sáng tự động trong đèn đường, giúp bật/tắt đèn theo cường độ ánh sáng môi trường.
• Hệ thống đo lường ánh sáng trong máy ảnh, đảm bảo điều chỉnh độ phơi sáng thích hợp.
• Cảm biến phát hiện lửa nhờ vào khả năng nhận diện ánh sáng mạnh từ ngọn lửa.

Cơ chế hoạt động:

• Khi ánh sáng chiếu vào CdS, các electron ở dải hóa trị (valence band) hấp thụ năng lượng photon và chuyển lên dải dẫn (conduction band), làm tăng số lượng electron tự do, giảm điện trở của vật liệu.
• Ở điều kiện tối, ít electron có thể di chuyển, dẫn đến điện trở cao, giúp điều chỉnh tín hiệu điện theo mức độ ánh sáng.

3.3. Chất tạo màu công nghiệp

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide là thành phần chính trong các loại sắc tố màu vàng (Cadmium Yellow), được sử dụng trong sơn, nhựa, gốm sứ và thủy tinh. CdS tạo ra màu vàng rực rỡ với độ bền nhiệt cao, không bị phân hủy trong môi trường khắc nghiệt, giúp nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm yêu cầu độ bền màu.

Một số ứng dụng cụ thể:

• Sơn công nghiệp chịu nhiệt, chống tia UV.
• Gốm sứ và thủy tinh màu, giữ màu bền trong môi trường có nhiệt độ cao.
• Sợi tổng hợp và nhựa màu, giúp tạo ra các sản phẩm thời trang và nội thất bền màu.

Cơ chế hoạt động:

• Cadmium Sulfide có cấu trúc tinh thể hexagonal hoặc cubic, hấp thụ mạnh trong vùng tử ngoại và ánh sáng xanh, phản xạ ánh sáng vàng.
• Ở nhiệt độ cao, CdS có thể tạo hợp chất với Selenium (Se) để tạo thành Cadmium Sulfoselenide (Cd(S,Se)), điều chỉnh màu sắc từ vàng đến đỏ tùy theo tỷ lệ Se.

3.4. Chất phát quang trong đi-ốt LED

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide (CdS) là vật liệu bán dẫn được sử dụng trong các đi-ốt phát quang (LEDs), đặc biệt là trong dải ánh sáng vàng và xanh lá. Nhờ vào khả năng kiểm soát mức năng lượng bandgap, CdS có thể tạo ra ánh sáng nhìn thấy với hiệu suất phát quang cao.

LEDs chứa CdS thường được sử dụng trong:

• Đèn báo hiệu trên bảng điều khiển và thiết bị điện tử.
• Màn hình hiển thị LED màu xanh lá/vàng trong các ứng dụng công nghiệp.
• Ứng dụng cảm biến quang học trong máy đo quang phổ và thiết bị y tế.

Cơ chế hoạt động:

• Khi có dòng điện đi qua tiếp giáp p-n của CdS, các electron từ vùng dẫn (conduction band) tái tổ hợp với lỗ trống trong vùng hóa trị (valence band), giải phóng năng lượng dưới dạng photon ánh sáng.
• Màu sắc của ánh sáng phát ra được xác định bởi bandgap của CdS (~2.42 eV), tương ứng với ánh sáng vàng-lục (~515-575 nm).
• CdS có thể được pha tạp với các nguyên tố như Indium (In) hoặc Gallium (Ga) để điều chỉnh bước sóng ánh sáng phát ra.

3.5. Chất hoạt động trong laser bán dẫn

Phân tích ứng dụng:

Laser bán dẫn dựa trên CdS được sử dụng trong các thiết bị quang học chính xác, bao gồm máy đo khoảng cách laser, thiết bị y tế và hệ thống viễn thông quang học. CdS giúp tăng cường hiệu suất laser nhờ vào độ tinh khiết cao và khả năng phát xạ ánh sáng mạnh.

Các ứng dụng cụ thể:

• Laser y tế dùng trong phẫu thuật mắt (laser excimer).
• Laser công nghiệp trong cắt gọt kim loại chính xác.
• Hệ thống truyền dẫn quang học, giúp nâng cao tốc độ truyền tín hiệu.

Cơ chế hoạt động:

• Khi có dòng điện hoặc xung laser bơm năng lượng vào CdS, các hạt electron bị kích thích lên mức năng lượng cao hơn.
• Khi electron quay về trạng thái cơ bản, chúng giải phóng photon có cùng pha, cùng tần số, tạo ra hiệu ứng khuếch đại ánh sáng.
• Sự cộng hưởng trong buồng cộng hưởng laser giúp tạo ra tia laser đơn sắc, cường độ mạnh, thích hợp cho các ứng dụng quang học chính xác.

3.6.Chất cảm biến khí độc 

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide là vật liệu quan trọng trong các cảm biến phát hiện khí độc, đặc biệt là H₂S (Hydro Sulfua) và NH₃ (Amoniac). Các cảm biến CdS được sử dụng trong:

• Công nghiệp hóa chất, giúp phát hiện rò rỉ khí độc.
• Môi trường, giám sát mức độ ô nhiễm không khí.
• An toàn lao động, cảnh báo khí độc trong hầm mỏ, nhà máy.

Cơ chế hoạt động:

• Khi tiếp xúc với khí độc như H₂S, bề mặt CdS bị biến đổi thành CdS₁₋ₓOₓ (oxysulfide CdS), thay đổi đặc tính dẫn điện.
• Sự thay đổi điện trở này được ghi nhận và chuyển thành tín hiệu điện, giúp xác định nồng độ khí độc trong môi trường.

3.7. Chất quang biến trong kính đổi màu

Phân tích ứng dụng:

Cadmium Sulfide được sử dụng trong kính đổi màu thông minh, có khả năng tự động điều chỉnh độ tối theo cường độ ánh sáng. Loại kính này được ứng dụng trong:

• Kính râm quang học, giúp bảo vệ mắt khỏi tia UV.
• Cửa sổ thông minh, kiểm soát mức độ sáng tự động.
• Màn hình hiển thị chống chói, nâng cao trải nghiệm người dùng.

Cơ chế hoạt động:

• Dưới ánh sáng mạnh, CdS hấp thụ photon và tạo ra electron-hole pairs, làm thay đổi cấu trúc quang học của kính.
• Khi ánh sáng giảm, CdS trở lại trạng thái ban đầu, giúp kính tự động điều chỉnh độ sáng.

3.8. Chất quang điện tử trong thiết bị cảm biến (Optoelectronics Devices)

Phân tích ứng dụng:

CdS là vật liệu quan trọng trong các linh kiện quang điện tử, giúp chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và ngược lại. Những ứng dụng tiêu biểu gồm:

• Bộ khuếch đại quang học, tăng cường tín hiệu ánh sáng.
• Máy đo quang phổ, xác định bước sóng ánh sáng.
• Hệ thống nhận diện hình ảnh, dùng trong camera hồng ngoại.

Cơ chế hoạt động:

• CdS có khả năng thay đổi mật độ hạt mang điện khi bị kích thích bởi ánh sáng, giúp điều chỉnh dòng điện trong thiết bị.
• Sự thay đổi điện trở của CdS theo cường độ ánh sáng giúp nó hoạt động như một bộ chuyển đổi tín hiệu quang-điện trong nhiều thiết bị quang học.

Tỷ lệ sử dụng % Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS

1. Trong pin mặt trời (CdTe/CdS Solar Cells)

• Tỷ lệ CdS: ~2-5% khối lượng tổng thể của màng mỏng.
• Vai trò: Lớp đệm giữa CdTe và điện cực giúp tối ưu hóa hiệu suất quang điện.

2. Trong quang điện trở & cảm biến ánh sáng

• Tỷ lệ CdS: ~10-30% trong thành phần bán dẫn.
• Vai trò: Biến đổi điện trở dưới tác động của ánh sáng, ứng dụng trong camera, đèn thông minh.

3. Trong vật liệu màu (sơn, nhựa, gốm, thủy tinh)

• Tỷ lệ CdS: ~5-15% trong công thức tạo màu.
• Vai trò: Chất tạo màu vàng bền vững, chịu nhiệt cao, chống phai màu.

4. Trong diode phát quang (LED) và laser bán dẫn

• Tỷ lệ CdS: ~1-5% trong hợp chất phát quang.
• Vai trò: Tạo bước sóng ánh sáng vàng-xanh, giúp tối ưu hiệu suất phát sáng.

5. Trong cảm biến khí độc (H₂S, NH₃, NO₂)

• Tỷ lệ CdS: ~10-40% trong lớp màng bán dẫn cảm biến.
• Vai trò: Phát hiện khí độc bằng cách thay đổi điện trở khi tiếp xúc với khí.

Ngoài Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS thì bạn có thể tham khảo thêm các hóa chất dưới đây: 

• Cadmium Selenide (CdSe) – Chất bán dẫn trong tế bào quang điện, LED, cảm biến hồng ngoại.
• Cadmium Telluride (CdTe) – Vật liệu quan trọng trong pin mặt trời màng mỏng.
• Cadmium Oxide (CdO) – Dùng trong kính quang học, cảm biến khí, vật liệu dẫn điện trong suốt.
• Cadmium Sulfate (CdSO₄) – Ứng dụng trong mạ điện và tổng hợp hóa chất Cadmium khác.
• Cadmium Nitrate (Cd(NO₃)₂) – Dùng trong sản xuất pin và thuốc nhuộm huỳnh quang.
• Cadmium Chloride (CdCl₂) – Sử dụng trong mạ điện, pin cadmium-nickel và chất xúc tác tổng hợp hữu cơ.
• Zinc Sulfide (ZnS) – Dùng trong quang học, phát quang và cảm biến ánh sáng.
• Lead Sulfide (PbS) – Ứng dụng trong cảm biến hồng ngoại và vật liệu điện tử.

4. Cách bảo quản an toàn và xử lý sự cố khi sử dụng Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS:

4.1. Bảo quản Cadmium Sulfide đúng cách

Điều kiện bảo quản:

• Bảo quản trong bao bì kín, không tiếp xúc với không khí để tránh phản ứng oxy hóa.
• Giữ ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh tiếp xúc với ánh sáng mạnh vì CdS có thể bị biến đổi dưới tác động quang hóa.
• Tránh bảo quản chung với axit mạnh, chất oxy hóa mạnh hoặc chất dễ cháy vì có thể gây phản ứng hóa học nguy hiểm.

Bao bì & dán nhãn:

• Sử dụng bao bì chống thấm khí (như chai thủy tinh hoặc hộp nhựa HDPE).
• Ghi nhãn rõ ràng: “Cadmium Sulfide – Độc hại” để cảnh báo nguy hiểm.

Kiểm soát tiếp xúc:

• Định kỳ kiểm tra khu vực bảo quản để đảm bảo không có rò rỉ hoặc nhiễm bẩn.
• Tránh để CdS tiếp xúc với thực phẩm, nước uống hoặc đồ dùng sinh hoạt.

4.2. An toàn khi sử dụng

Trang bị bảo hộ:

• Găng tay chống hóa chất (nitrile hoặc neoprene).
• Kính bảo hộ kín để tránh bụi CdS bắn vào mắt.
• Mặt nạ lọc hơi độc khi làm việc trong môi trường có CdS dạng bụi mịn hoặc hơi Cd.
• Quần áo bảo hộ dùng một lần để hạn chế nguy cơ hấp thụ CdS qua da.

Khu vực làm việc:

• Làm việc trong tủ hút khí hoặc không gian thông gió tốt để giảm nguy cơ hít phải CdS dạng bụi.
• Hạn chế ăn uống trong khu vực làm việc để tránh nhiễm độc.

Xử lý sau khi làm việc:

• Rửa tay, mặt và thay quần áo ngay sau khi tiếp xúc với CdS.
• Thu gom chất thải CdS vào thùng chứa riêng, không vứt vào rác thải sinh hoạt.

4.3. Xử lý sự cố khi sử dụng Cadmium Sulfide

Trường hợp hít phải CdS dạng bụi

• Di chuyển nạn nhân đến nơi thoáng khí ngay lập tức.
• Không ép nạn nhân uống nước hoặc gây nôn nếu có dấu hiệu ngộ độc.
• Liên hệ ngay cơ sở y tế nếu có triệu chứng khó thở, buồn nôn hoặc đau đầu.

Trường hợp CdS tiếp xúc với da

• Rửa ngay bằng nước sạch và xà phòng trong ít nhất 15 phút.
• Nếu có kích ứng hoặc dấu hiệu dị ứng, đến ngay cơ sở y tế để kiểm tra.

Trường hợp CdS dính vào mắt

• Dùng nước sạch rửa mắt liên tục trong ít nhất 15 phút.
• Không chớp mắt mạnh hoặc dụi mắt, vì có thể làm tổn thương giác mạc.
• Đi khám bác sĩ ngay lập tức.

Trường hợp CdS bị đổ hoặc rò rỉ

• Không để CdS tiếp xúc với nước vì có thể tạo ra khí độc H₂S khi gặp axit.
• Dùng găng tay và khẩu trang, thu gom CdS bằng vật liệu hấp thụ (cát khô hoặc đất sét).
• Cho vào thùng chứa kín, dán nhãn “Chất thải độc hại” và xử lý theo quy định về chất thải nguy hại.

Bạn có thể tham khảo thêm các loại giấy tờ khác của Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS dưới đây: 

• SDS (Safety Data Sheet).
• MSDS (Material Safety Data Sheet)
• COA (Certificate of Analysis)
• C/O (Certificate of Origin)
• Các giấy tờ liên quan đến quy định vận chuyển và đóng gói CQ (Certificate of Quality)
• CFS (Certificate of Free Sale)
• TCCN (Tờ Chứng Chứng Nhận)
• Giấy chứng nhận kiểm định và chất lượng của cơ quan kiểm nghiệm (Inspection and Quality Certification)
• Giấy chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm (Food Safety Certificate)
• Các giấy tờ pháp lý khác: Tùy thuộc vào loại hóa chất và quốc gia đích

5. Tư vấn về Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS tại Hà Nội, Sài Gòn

Quý khách có nhu cầu tư vấn Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS. Hãy liên hệ ngay số Hotline 0961.951.396 – 0867.883.818. Hoặc truy cập trực tiếp website KDCCHEMICAL.VN để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.

Tư vấn Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS

Giải đáp Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS qua KDCCHEMICAL. Hỗ trợ cung cấp thông tin Cadmium Sulfide – Cadimi Sunfua – CdS tại KDCCHEMICAL.

Hotline: 0961.951.396 – 0867.883.818

Zalo : 0961.951.396 – 0867.883.818

Web: KDCCHEMICAL.VN

Mail: kdcchemical@gmail.com