Bismuto miltelių paruošimo būdas ir panaudojimas

Bismuto milteliaiyra spalvotųjų metalų milteliai, o jo išvaizda yra šviesiai pilka. Jis plačiai naudojamas ir daugiausia naudojamas bismuto gaminiams, bismuto lydiniams ir bismuto junginiams gaminti. Kinijos bismuto ištekliai užima pirmąją vietą pasaulyje, o Kinijoje yra daugiau nei 70 bismuto kasyklų, todėl Kinija pirmauja pasaulyje. Kaip saugus „žalias metalas“, bismutas šiuo metu naudojamas ne tik farmacijos pramonėje, bet ir plačiai naudojamas puslaidininkių, superlaidininkų, antipirenų, pigmentų, kosmetikos ir kitose srityse. Tikimasi, kad jis pakeis toksiškus elementus, tokius kaip švinas, stibis, kadmis ir gyvsidabris. Be to, bismutas yra stipriausio diamagnetizmo metalas. Veikiant magnetiniam laukui, savitoji varža didėja, o šilumos laidumas mažėja. Jis taip pat turi geras taikymo perspektyvas termoelektros ir superlaidumo srityse.

Tradiciniai gamybos būdaibismuto milteliaiapima vandens rūko metodą, dujų purškimo metodą ir rutulinio malimo metodą; kai vandens rūko metodu purškiamas ir džiovinamas vandenyje, bismutas lengvai oksiduojasi dėl didelio bismuto miltelių paviršiaus ploto; Įprastomis aplinkybėmis bismuto ir deguonies kontaktas taip pat lengvai sukelia didelį oksidacijos kiekį; abu metodai sukelia daug priemaišų, netaisyklingos formos bismuto miltelių ir netolygų dalelių pasiskirstymą. Rutulinio frezavimo metodas yra toks: dirbtinai plaktuku plaktykite bismuto luitus su nerūdijančiu plienu iki 10 mm bismuto grūdelių arba gesinkite bismutą vandeniu. Tada bismuto dalelės patenka į vakuuminę aplinką, o keramine guma išklotas rutulinis malūnas susmulkinamas. Nors šis metodas yra rutulinis frezavimas vakuume, mažiau oksiduojantis ir turintis mažai priemaišų, jis reikalauja daug darbo, reikalauja daug laiko, mažai duoda išeigą, brangiai kainuoja, o dalelės yra 120 akių dydžio. turėti įtakos gaminio kokybei. Išradimo patente CN201010147094.7 pateikiamas itin smulkių bismuto miltelių, gaminamų drėgnuoju cheminiu būdu, gamybos būdas, pasižymintis dideliu gamybos pajėgumu, trumpu viso gamybos proceso ir deguonies sąlyčio laiku, mažu oksidacijos greičiu, mažiau priemaišų ir deguonies kiekiu bismuto milteliai yra 0<0,6, vienodas dalelių pasiskirstymas; dalelių dydis -300 akių.

Techninė šio išradimo schema yra tokia:

1) Paruoškite bismuto chlorido tirpalą: gaukite pradinį bismuto chlorido tirpalą, kurio tankis 1,35–1,4 g/cm3, įpilkite parūgštinto gryno vandeninio tirpalo, kuriame yra 4–6% druskos rūgšties; parūgštinto gryno vandeninio tirpalo ir bismuto chlorido pradinio tirpalo tūrio santykis yra 1:1 -2;

2) Sintezė: į paruoštą bismuto chlorido tirpalą įpilkite cinko luitų, kurių paviršius buvo nuvalytas; pradėti poslinkio reakciją; stebėti reakcijos galinį tašką, pasiekus reakcijos pabaigą, išimti neištirpusius cinko luitus ir nusodinti 2-4 valandas; Aprašytos reakcijos pabaigos taško stebėjimo ir vertinimo pagrindas yra: tirpale atsiranda burbulas, kuris dalyvauja reakcijoje;

3) atskyrimasbismuto milteliai: ekstrahuokite nuosėdų supernatantą 2) etape ir regeneruokite cinką įprastais metodais; likę nusodinti bismuto milteliai maišomi ir 5–8 kartus plaunami parūgštintu grynu vandeniniu tirpalu, kuriame yra 4–6 % druskos rūgšties, o po to plaunami grynu. Skalauti bismuto miltelius vandeniu iki neutralumo; greitai išdžiovinus bismuto miltelius centrifuga, nedelsdami pamirkykite bismuto miltelius absoliučiame etanolyje, o po to išdžiovinkite;

4) Džiovinimas: 3) veiksme apdorotus bismuto miltelius nusiųskite į vakuuminį džiovintuvą 60±1°C temperatūroje, kad išdžiovintumėte, kad gautumėte gatavus -300 akių dydžio bismuto miltelius.

Pagal pirmiau nurodytu būdu pagamintus bismuto miltelius, jo pranašumas yra tas, kad gauto produkto grynumas siekia net 99 %; dalelių dydis yra itin smulkus, iki -300 akių, matuojama pagal šį išradimą pagamintų bismuto miltelių cheminė sudėtis: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, kitos priemaišos<0,18; tuo pačiu metu dėl cinko luitų pakeitimo proceso cheminė reakcija apima tik cinko tirpimą ir bismuto nusodinimą, išvengiant didelio kiekio chemijos Dujų trūkumai, mažina aplinkos taršą ir žalą žmogaus organizmui. Palyginti su ankstesniais metodais, visas šio išradimo procesas tik trumpą laiką kontaktuoja su oru džiovinant centrifugoje, o kituose procesuose vyksta reakcijos skystis arba absoliutus etanolis, arba vakuumas ir deguonies izoliacija, todėl oksidacijos greitis yra mažas. .

paraiška [2]

Esamos technologijos gali paruošti mažų matmenų skirtingų formų nano-bismuto medžiagas, bismuto nanovamzdelius, bismuto nanovamzdelius ir kt., tačiau nėra susijusios bismuto dvimatės itin plonos medžiagos bismuteno paruošimo technologijos. Viena iš priežasčių gali būti ta, kad sunku kontroliuoti bismuto pirmtakus arba hidroterminės sintezės sąlygas. Daugelis šešiakampių medžiagų yra sudarytos iš dvimačių medžiagų, sukrautų taip, kad susidarytų makroskopinė kristalų struktūra, o cheminiai ryšiai dvimačių medžiagų plokštumoje yra labai stiprūs, o van der Waalso sąveika tarp sluoksnių yra labai silpna, todėl dvimatės matmenų medžiagos įvairiais būdais įveikia sluoksnį. Dvimačiai nanosluoksniai gaunami nušveičiant nuo atitinkamų birių medžiagų dėl silpnos jų sąveikos jėgos. Šiame etape didelės specifinės talpos ir stabilios cirkuliacijos lydinių kaip neigiamų elektrodų naudojimo technologija pasiekė kliūtis. Ištirtas grafeno ir juodojo fosforo eksfoliacija skystoje fazėje. Nors fosforenas turi didelę talpą, fosforenas labai lengvai oksiduojasi ore. Bijo deguonies ir vandens.

Išradimo patente CN201710588276 pateikiamas dvimačio bismuteno ir ličio jonų baterijos paruošimo būdas. Bismuto milteliai įdedami į nuėmimo tirpiklį ir iš anksto vibruojami ultragarsu iš anksto, kad būtų gautas mišrus tirpiklis, o nenuvalyti bismuto milteliai iš maišyto tirpiklio pašalinami centrifuguojant, kad būtų gautas supernatantas, o dvimatis bismutenas buvo paruoštas skystos fazės šveitimas. Paruošimo procesas buvo paprastas, o paruoštas dvimatis bismutenas turėjo didelę specifinę talpą ir ciklo stabilumą. Norint pasiekti aukščiau nurodytą tikslą, paruošimo metodas apima šiuos veiksmus:

(1) Įpilkite bismuto miltelių į lupimo tirpiklį ir ultragarsu vibruokite iš anksto nustatytą laiką. Ultragarso vibracijos proceso metu bismuto milteliai iš dalies nulupami į dribsnius, veikiant lupimo tirpikliui, kad būtų gautas mišrus bismutenas, turintis dribsnių formą. tirpiklis;

(2) centrifugavimas, kad būtų pašalinti neištrinti bismuto milteliai sumaišytame tirpiklyje, kad būtų gautas supernatantas, kuris sulaiko lakštinį bismuteną;

(3) Gautas supernatantas džiovinamas išcentriniu būdu vakuume, kad būtų gautas lakštinis dvimatis bismutenas.

Paprastai kalbant, palyginus su ankstesniu technikos lygiu, naudojant aukščiau pateiktus techninius sprendimus, sukurtus pagal šį išradimą, dvimačio bismuteno ir ličio jonų baterijos paruošimo būdas pagal šį išradimą iš esmės turi tokį teigiamą poveikį:

1. Bismuto miltelių įdėjimas į pašalinimo tirpiklį ir ultragarsinis vibravimas iš anksto nustatytam laikui, kad būtų gautas tirpiklio mišinys, centrifugavimas, kad būtų pašalinti nenuvalyti bismuto milteliai iš mišraus tirpiklio, kad būtų gautas supernatantas, ir dvimačio bismuteno paruošimas skystosios fazės pašalinimo būdu. paruošimo procesas yra paprastas, o paruoštas dvimatis bismutenas turi didelę specifinę talpą ir ciklo stabilumą;

2. Ličio jonų baterija, naudojanti dvimatį bismuteną kaip elektrodo medžiagą, įkraunama ir iškraunama pastovia srove, kai srovės tankis yra 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Po 150 ciklų jis vis dar išlaiko apie 90% pradinės talpos. Geros ciklo charakteristikos;

3. Dvimačio bismuteno storis yra nuo 3 nanometrų iki 5 nanometrų. Eksperimentai įrodė, kad dvimačio bismuteno tūrio talpa beveik neturi akivaizdaus susilpnėjimo esant skirtingam srovės tankiui ir pasižymi geru greičiu.