Bismuto hautsa prestatzeko metodoa eta aplikatzea

Bismuto hautsametal ez-ferrikoen hautsa da, eta bere itxura gris argia da. Erabilera zabala du eta batez ere bismuto-produktuak, bismuto-aleazioak eta bismuto-konposatuak prestatzeko erabiltzen da. Txinako bismuto-baliabideak munduko lehen postuan daude, eta Txinan 70 bismuto meategi baino gehiago daude, eta Txina munduko bismuto liderra da. "Metal berde" seguru gisa, gaur egun bismutoa farmazia-industrian erabiltzen ez ezik, erdieroaleetan, supereroaleetan, suaren atzeratzaileetan, pigmentuetan, kosmetikan eta beste alor batzuetan ere erabiltzen da. Beruna, antimonioa, kadmioa eta merkurioa bezalako elementu toxikoak ordezkatzea espero da. Gainera, bismutoa diamagnetismo indartsuena duen metala da. Eremu magnetikoaren eraginez, erresistibitatea handitzen da eta eroankortasun termikoa gutxitzen da. Termoelektrizitatean eta supereroankortasunean ere aplikazio aukera onak ditu.

Ekoizpen metodo tradizionalakbismuto hautsaur-lainoaren metodoa, gasa atomizazio metodoa eta bola fresatzeko metodoa barne; ur-lainoaren metodoa uretan atomizatu eta lehortzen denean, bismutoa erraz oxidatzen da bismuto hautsaren azalera handia dela eta; Egoera normaletan, bismutoaren eta oxigenoaren arteko kontaktua ere erraza da oxidazio kopuru handia eragitea; bi metodoek ezpurutasun asko eragiten dituzte, bismuto hautsaren forma irregularra eta partikulen banaketa irregularra. Bola fresatzeko metodoa hau da: bismuto lingoteak artifizialki mailukatu altzairu herdoilgaitzarekin ⤠10 mm-ko bismuto aleetara, edo bismutoa urarekin itzali. Ondoren, bismuto partikulak huts-ingurunean sartzen dira, eta zeramikazko kautxuz hornitutako bola-errota birrindu egiten da. Metodo hau bola hutsean fresatzen den arren, oxidazio gutxiagorekin eta ezpurutasun gutxirekin, lan intentsiboa da, denbora asko eskatzen du, errendimendu txikia, kostu handikoa eta partikulak 120 sare bezain lodiak dira. produktuaren kalitateari eragiten dio. CN201010147094.7 asmakuntza-patenteak bismuto-hauts ultrafinaren ekoizpen-metodo bat eskaintzen du, prozesu kimiko hezearen bidez ekoizten dena, ekoizpen-ahalmen handia, produkzio-prozesu osoaren eta oxigenoaren arteko kontaktu-denbora laburra, oxidazio-tasa baxua, ezpurutasun gutxiago eta oxigeno-edukia duena. bismuto hautsa 0<0,6 da, partikulen banaketa uniformea; partikulen tamaina -300 sare.

Asmakuntzaren eskema teknikoa honako hau da:

1) Prestatu bismuto kloruro-disoluzioa: lortu bismuto-kloruro-disoluzioa 1,35-1,4 g/cm3-ko dentsitatea duena, gehitu %4-6% azido klorhidrikoa duen ur-soluzio puru azidotua; azidotutako ur-disoluzio puruaren eta bismuto kloruroaren stock-disoluzioaren bolumen-erlazioa 1:1 -2 da;

2) Sintesia: gainazala garbitu den zink lingoteak gehitu prestatutako bismuto kloruro disoluzioari; desplazamendu-erreakzioa abiarazi; erreakzioaren amaiera-puntua behatu, erreakzioaren amaiera-puntura iristean, disolbatu gabeko zink lingoteak atera eta 2-4 orduz hauspeatu; Deskribatutako erreakzioaren amaierako puntuaren behaketa eta epaiketa oinarria hau da: erreakzioan parte hartzen duen disoluzioan burbuila sortzen da;

3) Bereizteabismuto hautsa: 2) urratseko hauspeatuaren gainnadantea atera eta ohiko metodoen bidez zinka berreskuratu; gainontzeko hauspeatutako bismuto hautsa irabiatu eta 5-8 aldiz garbitzen da % 4-6 azido klorhidrikoa duen ur-soluzio puru azidotu batekin, eta, ondoren, puruarekin garbitu Bismuto hautsa urarekin neutraltasunera arte; Bismuto-hautsa zentrifuga batekin azkar lehortu ondoren, berehala busti bismuto-hautsa etanol absolutuarekin eta, ondoren, lehortu;

4) Lehortzea: 3) urratsean tratatutako bismuto-hautsa bidali 60±1 °C-ko tenperaturan hutsean lehortzeko -300 sareko bismuto-hautsa lortzeko.

Goiko prozesuak sortutako bismuto-hautsaren arabera, bere abantaila da lortutako produktuaren purutasuna % 99koa dela; partikulen tamaina ultrafina da, -300 sareraino, eta asmakizunak prestatutako bismuto hautsaren konposizio kimikoa neurtzen da: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, beste ezpurutasun batzuk <0,18; aldi berean, zink lingotea ordezkatzeko prozesua dela eta, erreakzio kimikoak zinkaren disoluzioa eta bismutoaren prezipitazioa bakarrik dakar, produktu kimiko kopuru handia saihestuz Gasaren desabantailak, ingurumenaren kutsadura eta giza gorputzaren kalteak murrizten ditu. Aurreko artearekin alderatuta, asmakizunaren prozesu osoa airearekin kontaktuan egon ohi da zentrifugatzailea lehortzeko denbora laburrean, eta beste prozesu batzuek erreakzio likidoa edo etanol absolutua dute, edo hutsean eta oxigenoaren isolamenduan, beraz, oxidazio-tasa baxua da. .

aplikazioa [2]

Dauden teknologiek dimentsio baxuko nano-bismuto-materialak presta ditzakete forma ezberdinekin, bismuto nanohariak, bismuto-hodiak, etab., baina ez dago bismuto bi dimentsioko material ultramehe bismutenorako erlazionatutako prestaketa teknologiarik. Arrazoiaren zati bat bismutoaren aitzindariak edo sintesi hidrotermalaren baldintzak kontrolatzen zailak direla izan daiteke. Material hexagonal asko kristalezko egitura makroskopiko bat osatzeko pilatutako bi dimentsioko materialez osatuta daude, eta bi dimentsioko materialen planoan lotura kimikoak oso sendoak dira, eta Van der Waals-en geruzen arteko elkarrekintza oso ahula da, eta horrek bi- dimentsioko materialek geruza gainditzen dute hainbat metodoren bidez. Bi dimentsioko nanoxaflak dagozkien material ontziratuetatik esfoliatuz lortzen dira, haien arteko elkarrekintza indar ahula dela eta. Etapa honetan, elektrodo negatibo gisa bolumen espezifiko handiko aleazioak eta zirkulazio egonkorra duten aleazioak leporaino iritsi dira. Grafenoaren eta fosforo beltzaren fase likidoaren esfoliazioa aztertu da. Fosforenak gaitasun handia badu ere, fosforena oso erraza da airean oxidatzen. Oxigenoari eta urari beldurra.

CN201710588276 asmakuntza-patenteak bi dimentsioko bismutenoa eta litio-ioizko bateria prestatzeko metodo bat eskaintzen du. Bismuto-hautsa gehitzen zaio kentzeko disolbatzaileari eta ultrasoinu bidez bibratzen da aurrez zehaztutako denbora batean disolbatzaile mistoa lortzeko, eta disolbatzaile mistoan kendu gabeko bismuto-hautsa zentrifugazio bidez kentzen da. fase likidoko esfoliazioa. Prestaketa-prozesua erraza zen, eta prestatutako bi dimentsioko bismutenoak bolumen espezifiko-ahalmen handia eta ziklo-egonkortasuna zituen. Aurreko helburua lortzeko, prestatzeko metodoak urrats hauek ditu:

(1) Gehitu bismuto hautsa zuritzeko disolbatzailean eta ultrasoinu bidez bibratu aurrez zehaztutako denbora batean. Ultrasoinu-bibrazio-prozesuan zehar, bismuto hautsa partzialki zuritu egiten da malutetan zuritu disolbatzailearen eraginez, forma malutadun bismuteno mistoa lortzeko. disolbatzailea;

(2) disolbatzaile mistoan kendu gabeko bismuto-hautsa kentzeko zentrifugatzea gainnatzailea lortzeko, xafla-itxurako bismutenoa gordetzen duena;

(3) Lortutako gainditzailea hutsean lehortzeko zentrifugoaren mende jartzen da xafla itxurako bi dimentsioko bismutenoa lortzeko.

Orokorrean esanda, asmakizunak sortutako goiko soluzio teknikoen bidez aurreko artearekin alderatuta, bi dimentsioko bismutenoa prestatzeko metodoak eta asmakuntza honek eskaintzen duen litio ioizko bateriak efektu onuragarri hauek dituzte batez ere:

1. Bismuto-hautsa gehitzea disolbatzailean biluzketa-disolbatzailean eta ultrasoinu bidez bibratzea aldez aurretik zehaztutako denbora batean disolbatzaile mistoa lortzeko, zentrifugatuz disolbatzaile mistoan kendu gabeko bismuto-hautsa kentzeko, gainnadante bat lortzeko eta bi dimentsioko bismutenoa prestatzea fase likidoaren bidez. prestatzeko prozesua erraza da, eta prestatutako bi dimentsioko bismutenoak bolumen espezifikoko gaitasun eta ziklo egonkortasun handia du;

2. Elektrodo-material gisa bi dimentsioko bismutenoa erabiltzen duen litio-ioizko bateria bat korronte konstantean kargatu eta deskargatzen da 0,5C-ko korronte-dentsitatean (1883mA/cm3, 190mA/g). 150 zikloren ondoren, hasierako ahalmenaren % 90 inguru mantentzen du oraindik. Zikloaren ezaugarri onak;

3. Bi dimentsioko bismutenoaren lodiera 3 nanometrotik 5 nanometrokoa da. Esperimentuek frogatu dute bi dimentsioko bismutenoaren bolumen-ahalmenak ez duela ia atenuazio nabaririk korronte dentsitate desberdinetan, eta abiadura-errendimendu ona duela.