Paraan ng paghahanda at paglalagay ng bismuth powder

Bismuth powderay isang pulbos ng mga non-ferrous na metal, at ang hitsura nito ay mapusyaw na kulay abo. Ito ay may malawak na hanay ng mga gamit at pangunahing ginagamit sa paghahanda ng mga produktong bismuth, bismuth alloy at bismuth compound. Ang mga mapagkukunan ng bismuth ng China ay nangunguna sa ranggo sa mundo, at mayroong higit sa 70 mga mina ng bismuth sa China, na ginagawang nangungunang pinuno ng bismuth sa mundo. Bilang isang ligtas na "berdeng metal", ang bismuth ay kasalukuyang hindi lamang ginagamit sa industriya ng parmasyutiko, ngunit malawakang ginagamit din sa mga semiconductors, superconductors, flame retardant, pigment, cosmetics at iba pang larangan. Inaasahang papalitan nito ang mga nakakalason na elemento tulad ng lead, antimony, cadmium at mercury. Bilang karagdagan, ang bismuth ay isang metal na may pinakamalakas na diamagnetism. Sa ilalim ng pagkilos ng isang magnetic field, tumataas ang resistivity at bumababa ang thermal conductivity. Mayroon din itong mahusay na mga prospect ng aplikasyon sa thermoelectricity at superconductivity.

Ang mga tradisyonal na pamamaraan ng produksyon ngpulbos ng bismuthisama ang water mist method, gas atomization method at ball milling method; kapag ang paraan ng ambon ng tubig ay atomized at natuyo sa tubig, ang bismuth ay madaling na-oxidized dahil sa malaking lugar sa ibabaw ng bismuth powder; Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng bismuth at oxygen ay madali ring magdulot ng malaking halaga ng oksihenasyon; ang parehong mga pamamaraan ay nagdudulot ng maraming dumi, hindi regular na hugis ng bismuth powder, at hindi pantay na pamamahagi ng butil. Ang paraan ng paggiling ng bola ay: artipisyal na martilyo ang mga bismuth ingot na may hindi kinakalawang na asero hanggang sa mga butil ng bismuth na â¤10mm, o pawiin ang bismuth sa tubig. Pagkatapos ang mga particle ng bismuth ay pumasok sa isang vacuum na kapaligiran, at ang ball mill na may linyang ceramic na goma ay durog-durog. Bagama't ang pamamaraang ito ay giniling ng bola sa isang vacuum, na may mas kaunting oksihenasyon at mababang mga impurities, ito ay labor-intensive, nakakaubos ng oras, mababa ang ani, mataas ang gastos, at ang mga particle ay kasing coarse ng 120 mesh. nakakaapekto sa kalidad ng produkto. Ang patent ng pag-imbento CN201010147094.7 ay nagbibigay ng isang paraan ng produksyon ng ultrafine bismuth powder, na ginawa ng basang proseso ng kemikal, na may malaking kapasidad sa produksyon, maikling oras ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng buong proseso ng produksyon at oxygen, mababang rate ng oksihenasyon, mas kaunting mga impurities, at nilalaman ng oxygen ng bismuth powder ay 0<0.6, pare-parehong pamamahagi ng butil; laki ng butil -300 mesh.

Teknikal na pamamaraan ng kasalukuyang imbensyon ay ang mga sumusunod:

1) Maghanda ng bismuth chloride solution: kunin ang bismuth chloride stock solution na may density na 1.35-1.4g/cm3, magdagdag ng acidified pure aqueous solution na naglalaman ng 4%-6% hydrochloric acid; ang volume ratio ng acidified pure aqueous solution at bismuth chloride stock solution ay 1:1 -2;

2) Synthesis: magdagdag ng mga zinc ingots na ang ibabaw ay nalinis sa inihandang bismuth chloride solution; simulan ang reaksyon ng pag-aalis; obserbahan ang dulong punto ng reaksyon, kapag umabot sa dulo ng reaksyon, kunin ang hindi natunaw na zinc ingots at namuo sa loob ng 2-4 na oras; Ang batayan ng pagmamasid at paghusga sa inilarawang punto ng pagtatapos ng reaksyon ay: may bula na lalabas sa solusyon na nakikilahok sa reaksyon;

3) Paghihiwalay ngpulbos ng bismuth: i-extract ang supernatant ng precipitate sa hakbang 2) at i-reclaim ang zinc sa pamamagitan ng conventional method; ang natitirang precipitated bismuth powder ay hinalo at hinugasan ng 5-8 beses na may acidified pure aqueous solution na naglalaman ng 4%-6% hydrochloric acid, at pagkatapos ay hugasan ng purong Banlawan ang bismuth powder ng tubig hanggang sa neutralidad; pagkatapos matuyo ang bismuth powder nang mabilis gamit ang isang centrifuge, agad na ibabad ang bismuth powder na may ganap na ethanol, at pagkatapos ay tuyo ito;

4) Pagpapatuyo: Ipadala ang bismuth powder na ginagamot sa hakbang 3) sa isang vacuum dryer sa temperatura na 60±1°C para sa pagpapatuyo upang makakuha ng tapos na bismuth powder na -300 mesh.

Ayon sa bismuth powder na ginawa ng proseso sa itaas, ang kalamangan nito ay ang kadalisayan ng nakuha na produkto ay kasing taas ng 99%; ultrafine ang laki ng particle, hanggang -300 mesh, at ang kemikal na komposisyon ng bismuth powder na inihanda ng kasalukuyang imbensyon ay sinusukat: Bi>99, Fe<0.1, O<0.5, BiO<0.1, Cr<0.01, Cu< 0.01, Si<0.02, iba pang mga impurities<0.18; sa parehong oras, dahil sa proseso ng pagpapalit ng zinc ingot, ang kemikal na reaksyon ay nagsasangkot lamang ng zinc dissolution at bismuth precipitation, pag-iwas sa isang malaking halaga ng kemikal Ang mga disadvantages ng gas, bawasan ang polusyon ng kapaligiran at ang pinsala sa katawan ng tao. Kung ikukumpara sa naunang sining, ang buong proseso ng kasalukuyang imbensyon ay nakikipag-ugnayan lamang sa hangin sa loob ng maikling panahon sa centrifuge drying, at ang iba pang mga proseso ay may reaksyon na likido o absolute ethanol, o vacuum at oxygen isolation, kaya mababa ang oxidation rate. .

aplikasyon [2]

Ang mga kasalukuyang teknolohiya ay maaaring maghanda ng mga low-dimensional na nano-bismuth na materyales na may iba't ibang hugis, bismuth nanowires, bismuth nanotubes, atbp., ngunit walang nauugnay na teknolohiya sa paghahanda para sa bismuth two-dimensional ultra-thin material bismuthene. Bahagi ng dahilan ay maaaring mahirap kontrolin ang mga bismuth precursor o Hydrothermal synthesis na kondisyon. Maraming hexagonal na materyales ang binubuo ng dalawang-dimensional na materyales na nakasalansan upang bumuo ng isang macroscopic na istraktura ng kristal, at ang mga kemikal na bono sa eroplano ng dalawang-dimensional na materyales ay napakalakas, at ang interaksyon ng van der Waals sa pagitan ng mga layer ay napakahina, na gumagawa ng dalawang- Ang mga dimensional na materyales ay nagtagumpay sa layer sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan. Ang dalawang-dimensional na nanosheet ay nakuha sa pamamagitan ng pag-exfoliating mula sa kanilang kaukulang mga bulk na materyales dahil sa mahinang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Sa yugtong ito, ang teknolohiya ng paggamit ng mga haluang metal na may mataas na volume na tiyak na kapasidad at matatag na sirkulasyon bilang mga negatibong electrodes ay umabot sa bottleneck. Ang liquid phase exfoliation ng graphene at black phosphorus ay pinag-aralan. Kahit na ang phosphorene ay may mataas na kapasidad, ang phosphorene ay napakadaling mag-oxidize sa hangin. Takot sa oxygen at tubig.

Ang invention patent na CN201710588276 ay nagbibigay ng paraan ng paghahanda ng two-dimensional bismuthene at isang lithium-ion na baterya. Ang bismuth powder ay idinagdag sa stripping solvent at ultrasonically vibrated para sa isang paunang natukoy na oras upang makakuha ng isang mixed solvent, at ang unstripped bismuth powder sa mixed solvent ay inalis sa pamamagitan ng centrifugation upang makuha Ang supernatant ay nakuha, at ang dalawang-dimensional na bismuthene ay inihanda ng likido phase pagtuklap. Ang proseso ng paghahanda ay simple, at ang inihandang dalawang-dimensional na bismuthene ay may mataas na volume na tiyak na kapasidad at katatagan ng ikot. Upang makamit ang layunin sa itaas, ang paraan ng paghahanda ay binubuo ng mga sumusunod na hakbang:

(1) Magdagdag ng bismuth powder sa peeling solvent at ultrasonically vibrate para sa isang paunang natukoy na oras. Sa panahon ng proseso ng ultrasonic vibration, ang bismuth powder ay bahagyang binalatan sa mga natuklap sa ilalim ng pagkilos ng peeling solvent, upang makakuha ng halo-halong bismuthene na may patumpik-tumpik na hugis. pantunaw;

(2) centrifuging upang alisin ang hindi nahubad na bismuth powder sa halo-halong solvent upang makakuha ng supernatant, na nagpapanatili ng sheet-like bismuthene;

(3) Ang nakuha na supernatant ay sumasailalim sa centrifugal vacuum drying upang makakuha ng sheet-like two-dimensional bismuthene.

Sa pangkalahatan, kumpara sa naunang sining sa pamamagitan ng mga teknikal na solusyon sa itaas na naisip ng kasalukuyang imbensyon, ang paraan ng paghahanda ng two-dimensional bismuthene at ang lithium ion na baterya na ibinigay ng kasalukuyang imbensyon ay higit sa lahat ay may mga sumusunod na kapaki-pakinabang na epekto:

1. pagdaragdag ng bismuth powder sa stripping solvent at ultrasonically vibrating para sa isang paunang natukoy na oras upang makakuha ng mixed solvent, centrifuging upang alisin ang unstripped bismuth powder sa mixed solvent upang makakuha ng supernatant, at paghahanda ng two-dimensional bismuthene sa pamamagitan ng liquid phase stripping, Ang Ang proseso ng paghahanda ay simple, at ang handa na dalawang-dimensional na bismuthene ay may mataas na dami ng tiyak na kapasidad at katatagan ng ikot;

2. Ang isang lithium-ion na baterya na gumagamit ng two-dimensional bismuthene bilang isang electrode material ay sinisingil at pinalabas sa isang pare-parehong kasalukuyang sa kasalukuyang density na 0.5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Pagkatapos ng 150 cycle, pinapanatili pa rin nito ang humigit-kumulang 90% ng paunang kapasidad nito. Magandang katangian ng ikot;

3. Ang kapal ng dalawang-dimensional na bismuthene ay 3 nanometer hanggang 5 nanometer. Napatunayan ng mga eksperimento na ang kapasidad ng volume ng dalawang-dimensional na bismuthene ay halos walang halatang pagpapalambing sa ilalim ng iba't ibang kasalukuyang densidad, at may mahusay na pagganap ng rate.