pó de bismutoé um pó de metais não ferrosos e sua aparência é cinza claro. Tem uma ampla gama de usos e é usado principalmente para preparar produtos de bismuto, ligas de bismuto e compostos de bismuto. Os recursos de bismuto da China ocupam o primeiro lugar no mundo, e há mais de 70 minas de bismuto na China, tornando a China a líder mundial em bismuto. Como um "metal verde" seguro, o bismuto atualmente não é usado apenas na indústria farmacêutica, mas também amplamente utilizado em semicondutores, supercondutores, retardadores de chama, pigmentos, cosméticos e outros campos. Espera-se substituir elementos tóxicos como chumbo, antimônio, cádmio e mercúrio. Além disso, o bismuto é um metal com o diamagnetismo mais forte. Sob a ação de um campo magnético, a resistividade aumenta e a condutividade térmica diminui. Também tem boas perspectivas de aplicação em termoeletricidade e supercondutividade.
Os métodos tradicionais de produção de
pó de bismutoincluem método de névoa de água, método de atomização de gás e método de moagem de bolas; quando o método de névoa de água é atomizado e seco em água, o bismuto é facilmente oxidado devido à grande área de superfície do pó de bismuto; Em circunstâncias normais, o contato entre bismuto e oxigênio também é fácil de causar uma grande quantidade de oxidação; ambos os métodos causam muitas impurezas, forma irregular de pó de bismuto e distribuição desigual de partículas. O método de moagem de esferas é: martelar artificialmente os lingotes de bismuto com aço inoxidável para obter grãos de bismuto de ¤10 mm ou extinguir o bismuto com água. Em seguida, as partículas de bismuto entram em um ambiente de vácuo e o moinho de bolas revestido com borracha cerâmica é pulverizado. Embora este método seja moído a vácuo, com menos oxidação e poucas impurezas, é trabalhoso, demorado, de baixo rendimento, alto custo e as partículas são tão grossas quanto 120 mesh. afetam a qualidade do produto. A patente de invenção CN201010147094.7 fornece um método de produção de pó de bismuto ultrafino, que é produzido por processo químico úmido, com grande capacidade de produção, curto tempo de contato entre todo o processo de produção e oxigênio, baixa taxa de oxidação, menos impurezas e o teor de oxigênio de pó de bismuto é 0 < 0,6, distribuição uniforme de partículas; tamanho de partícula -300 mesh.
O esquema técnico da presente invenção é o seguinte:
1) Prepare a solução de cloreto de bismuto: obtenha a solução estoque de cloreto de bismuto com uma densidade de 1,35-1,4g/cm3, adicione uma solução aquosa acidificada pura contendo 4%-6% de ácido clorídrico; a proporção de volume de solução aquosa pura acidificada e solução estoque de cloreto de bismuto é 1:1 -2;
2) Síntese: adicionar lingotes de zinco cuja superfície foi limpa à solução preparada de cloreto de bismuto; iniciar a reação de deslocamento; observe o ponto final da reação, ao atingir o ponto final da reação, retire os lingotes de zinco não dissolvidos e precipite por 2-4 horas; A base de observação e julgamento do ponto final da reação descrita é: há bolha para emergir na solução que participa da reação;
3) Separação de
pó de bismuto: extrair o sobrenadante do precipitado na etapa 2) e recuperar o zinco por métodos convencionais; o restante pó de bismuto precipitado é agitado e lavado 5-8 vezes com uma solução aquosa acidificada pura contendo 4%-6% de ácido clorídrico e, em seguida, lavado com puro Enxágue o pó de bismuto com água até a neutralidade; depois de secar o pó de bismuto rapidamente com uma centrífuga, embeba imediatamente o pó de bismuto com etanol absoluto e depois seque-o;
4) Secagem: Envie o pó de bismuto tratado na etapa 3) para um secador a vácuo a uma temperatura de 60±1°C para secagem para obter um pó de bismuto acabado de -300 mesh.
De acordo com o pó de bismuto produzido pelo processo acima, sua vantagem é que a pureza do produto obtido é de até 99%; o tamanho da partícula é ultrafino, até -300 mesh, e a composição química do pó de bismuto preparado pela presente invenção é medida: Bi>99, Fe< 0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, outras impurezas<0,18; ao mesmo tempo, devido ao processo de substituição do lingote de zinco, a reação química envolve apenas a dissolução do zinco e a precipitação do bismuto, evitando uma grande quantidade de produtos químicos. As desvantagens do gás reduzem a poluição do meio ambiente e os danos ao corpo humano. Em comparação com a técnica anterior, todo o processo da presente invenção está apenas em contato com o ar por um curto período de tempo na secagem por centrífuga, e outros processos têm líquido de reação ou etanol absoluto, ou vácuo e isolamento de oxigênio, portanto, a taxa de oxidação é baixa .
aplicativo [2]
As tecnologias existentes podem preparar materiais de nanobismuto de baixa dimensão com diferentes formas, nanofios de bismuto, nanotubos de bismuto etc. Parte do motivo pode ser que os precursores de bismuto ou as condições de síntese hidrotermais são difíceis de controlar. Muitos materiais hexagonais são compostos de materiais bidimensionais empilhados para formar uma estrutura cristalina macroscópica, e as ligações químicas no plano de materiais bidimensionais são muito fortes, e a interação de van der Waals entre as camadas é muito fraca, o que torna bidimensional materiais dimensionais superam a camada por vários métodos. Nanofolhas bidimensionais são obtidas por esfoliação de seus materiais a granel correspondentes devido à fraca força de interação entre eles. Nesta fase, a tecnologia de utilização de ligas com alta capacidade específica de volume e circulação estável como eletrodos negativos atingiu o gargalo. A esfoliação em fase líquida de grafeno e fósforo preto foi estudada. Embora o fosforeno tenha uma alta capacidade, o fosforeno é muito fácil de oxidar no ar. Medo de oxigênio e água.
A patente de invenção CN201710588276 fornece um método de preparação de bismuto bidimensional e uma bateria de íons de lítio. Pó de bismuto é adicionado ao solvente de separação e vibrado ultrassom por um tempo predeterminado para obter um solvente misto, e o pó de bismuto não extraído no solvente misto é removido por centrifugação para obter O sobrenadante foi obtido e o bismuto bidimensional foi preparado por esfoliação em fase líquida. O processo de preparação foi simples e o bismuto bidimensional preparado apresentou alta capacidade específica de volume e estabilidade de ciclo. Para alcançar o objetivo acima, o método de preparação compreende as seguintes etapas:
(1) Adicione o pó de bismuto no solvente de peeling e vibre ultrassom por um tempo predeterminado. Durante o processo de vibração ultrassônica, o pó de bismuto é parcialmente descascado em flocos sob a ação do solvente de descascamento, de modo a obter um bismuto misto com formato escamoso. solvente;
(2) centrifugação para remover o pó de bismuto não removido no solvente misturado para obter um sobrenadante, que retém o bismuto em forma de folha;
(3) O sobrenadante obtido é submetido a secagem centrífuga a vácuo para obter bismuto bidimensional em forma de folha.
De um modo geral, em comparação com a técnica anterior através das soluções técnicas acima concebidas pela presente invenção, o método de preparação de bismuto bidimensional e a bateria de íon de lítio fornecida pela presente invenção têm principalmente os seguintes efeitos benéficos:
1. adicionar pó de bismuto ao solvente de decapagem e vibração ultrassônica por um tempo predeterminado para obter um solvente misto, centrifugar para remover o pó de bismuto não decapado no solvente misto para obter um sobrenadante e preparar bismuto bidimensional por decapagem em fase líquida, O o processo de preparação é simples e o bismuto bidimensional preparado tem capacidade específica de alto volume e estabilidade de ciclo;
2. Uma bateria de íons de lítio usando bismuto bidimensional como material de eletrodo é carregada e descarregada a uma corrente constante a uma densidade de corrente de 0,5 C (1883mA/cm3, 190mA/g). Após 150 ciclos, ainda mantém cerca de 90% de sua capacidade inicial. Boas características de ciclo;
3. A espessura do bismuto bidimensional é de 3 nanômetros a 5 nanômetros. Experimentos provaram que a capacidade de volume do bismuto bidimensional quase não tem atenuação óbvia sob diferentes densidades de corrente e tem bom desempenho de taxa.
