Vismuttijauheen valmistusmenetelmä ja levitys

Vismuttijauheon ei-rautametallien jauhe, ja sen ulkonäkö on vaaleanharmaa. Sillä on laaja valikoima käyttötarkoituksia, ja sitä käytetään pääasiassa vismuttituotteiden, vismuttimetalliseosten ja vismuttiyhdisteiden valmistukseen. Kiinan vismuttikaivot ovat maailman ensimmäisellä sijalla, ja Kiinassa on yli 70 vismuttikaivosta, mikä tekee Kiinasta maailman johtavan vismuttikaivoksen. Turvallisena "vihreänä metallina" vismuttia ei käytetä tällä hetkellä vain lääketeollisuudessa, vaan sitä käytetään myös laajalti puolijohteissa, suprajohteissa, palonestoaineissa, pigmenteissä, kosmetiikassa ja muilla aloilla. Sen odotetaan korvaavan myrkyllisiä alkuaineita, kuten lyijyä, antimonia, kadmiumia ja elohopeaa. Lisäksi vismutti on metalli, jolla on vahvin diamagnetismi. Magneettikentän vaikutuksesta resistiivisyys kasvaa ja lämmönjohtavuus pienenee. Sillä on myös hyvät sovellusmahdollisuudet lämpösähkön ja suprajohtavuuden alalla.

Perinteiset tuotantomenetelmätvismuttijauhettasisältävät vesisumumenetelmän, kaasusumutusmenetelmän ja kuulajyrsintämenetelmän; kun vesisumumenetelmä sumutetaan ja kuivataan vedessä, vismutti hapettuu helposti vismuttijauheen suuren pinta-alan ansiosta; Normaaleissa olosuhteissa vismutin ja hapen välinen kosketus on myös helppo aiheuttaa suuren hapettumisen; molemmat menetelmät aiheuttavat monia epäpuhtauksia, vismuttijauheen epäsäännöllisen muodon ja epätasaisen hiukkasjakauman. Kuulajyrsintämenetelmä on: vismuttiharkot vasaroi keinotekoisesti ruostumattomalla teräksellä 10 mm:n vismutin rakeiksi tai sammuta vismutti vedellä. Sitten vismuttihiukkaset joutuvat tyhjiöympäristöön, ja keraamisella kumilla vuorattu kuulamylly jauhetaan. Vaikka tämä menetelmä kuulajauhetaan tyhjössä, jossa on vähemmän hapettumista ja vähän epäpuhtauksia, se on työvoimavaltainen, aikaa vievä, alhainen saanto, korkea hinta ja hiukkaset ovat karkeita kuin 120 mesh. vaikuttaa tuotteen laatuun. Keksintöpatentti CN201010147094.7 tarjoaa valmistusmenetelmän ultrahienolle vismuttijauheelle, joka tuotetaan märkäkemiallisella prosessilla, jolla on suuri tuotantokapasiteetti, lyhyt kosketusaika koko tuotantoprosessin ja hapen välillä, alhainen hapetusnopeus, vähemmän epäpuhtauksia ja happipitoisuus vismuttijauhe on 0 < 0,6, tasainen hiukkasjakauma; hiukkaskoko -300 mesh.

Esillä olevan keksinnön tekninen kaavio on seuraava:

1) Valmista vismuttikloridiliuos: hanki vismuttikloridin kantaliuos, jonka tiheys on 1,35-1,4 g/cm3, lisää happamaksi tehty puhdas vesiliuos, joka sisältää 4-6 % suolahappoa; happamaksi tehdyn puhtaan vesiliuoksen ja vismuttikloridin kantaliuoksen tilavuussuhde on 1:1-2;

2) Synteesi: lisää valmistettuun vismuttikloridiliuokseen sinkkiharkot, joiden pinta on puhdistettu; käynnistä syrjäytysreaktio; tarkkaile reaktion loppupistettä, kun saavut reaktion päätepisteeseen, poista liukenemattomat sinkkiharkot ja saosta 2-4 tuntia; Kuvatun reaktion päätepisteen havainnointi- ja arviointiperusteet ovat: liuoksessa on muodostumassa kupla, joka osallistuu reaktioon;

3) Erottaminenvismuttijauhetta: uutetaan sakan supernatantti vaiheessa 2) ja otetaan talteen sinkki tavanomaisilla menetelmillä; jäljellä olevaa saostunutta vismuttijauhetta sekoitetaan ja pestään 5-8 kertaa happamaksi tehdyllä puhtaalla vesiliuoksella, joka sisältää 4-6 % suolahappoa, ja pestään sitten puhtaalla. Huuhtele vismuttijauhe vedellä neutraaliksi; kun olet kuivannut vismuttijauheen nopeasti sentrifugilla, liota vismuttijauhe välittömästi absoluuttisella etanolilla ja kuivaa se sitten;

4) Kuivaus: Lähetä vaiheessa 3) käsitelty vismuttijauhe tyhjiökuivaimeen 60 ± 1 °C:n lämpötilassa kuivaamista varten, jotta saadaan lopullinen -300 meshin vismuttijauhe.

Yllä olevalla menetelmällä valmistetun vismuttijauheen mukaan sen etuna on, että saadun tuotteen puhtaus on jopa 99 %; hiukkaskoko on ultrahieno, jopa -300 mesh, ja esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetun vismuttijauheen kemiallinen koostumus mitataan: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, muut epäpuhtaudet <0,18; Samaan aikaan sinkkiharkon vaihtoprosessin vuoksi kemiallinen reaktio sisältää vain sinkin liukenemisen ja vismutin saostumisen, jolloin vältetään suuri määrä kemikaaleja. Kaasun haitat vähentävät ympäristön saastumista ja haittoja ihmiskeholle. Tekniikan tasoon verrattuna esillä olevan keksinnön koko prosessi on kosketuksissa ilman kanssa vain lyhyen aikaa sentrifugikuivatuksessa ja muissa prosesseissa on reaktionestettä tai absoluuttista etanolia tai tyhjiö- ja happieristystä, joten hapetusnopeus on alhainen. .

hakemus [2]

Olemassa olevat tekniikat voivat valmistaa pieniulotteisia erimuotoisia nanovismuttimateriaaleja, vismutti-nanolankoja, vismuttinanoputkia jne., mutta vismutti-kaksiulotteiselle ultraohutmateriaalivismuteenille ei ole olemassa vastaavaa valmistustekniikkaa. Osa syynä voi olla, että vismutin esiasteita tai hydrotermisiä synteesiolosuhteita on vaikea hallita. Monet kuusikulmaiset materiaalit koostuvat kaksiulotteisista materiaaleista, jotka on pinottu muodostamaan makroskooppisen kiderakenteen, ja kemialliset sidokset kaksiulotteisten materiaalien tasossa ovat erittäin vahvoja, ja van der Waalsin vuorovaikutus kerrosten välillä on erittäin heikko, mikä tekee kaksiulotteisista materiaaleista mittamateriaalit ylittävät kerroksen eri menetelmillä. Kaksiulotteiset nanoarkit saadaan kuorimalla niitä vastaavista bulkkimateriaaleista niiden välisen heikon vuorovaikutusvoiman vuoksi. Tässä vaiheessa tekniikka, jossa negatiivisina elektrodeina käytetään korkean tilavuusominaiskapasiteetin ja vakaan kierron omaavia metalliseoksia, on saavuttanut pullonkaulan. Grafeenin ja mustan fosforin nestefaasikuorintaa on tutkittu. Vaikka fosforeenilla on suuri kapasiteetti, se on erittäin helppo hapettaa ilmassa. Pelkää happea ja vettä.

Keksintöpatentti CN201710588276 tarjoaa kaksiulotteisen vismuteenin ja litiumioniakun valmistusmenetelmän. Vismuttijauhetta lisätään irrotusliuottimeen ja sitä vibroidaan ultraäänellä ennalta määrätyn ajan, jolloin saadaan liuottimesta sekoitettua liuotinta, ja poistamaton vismuttijauhe sekaliuottimessa poistetaan sentrifugoimalla, jolloin saadaan Supernatantti, ja kaksiulotteinen vismutti valmistettiin nestefaasin kuorinta. Valmistusprosessi oli yksinkertainen, ja valmistetulla kaksiulotteisella vismuteenilla oli suuri tilavuusominaiskapasiteetti ja syklin stabiilisuus. Yllä olevan tavoitteen saavuttamiseksi valmistusmenetelmä sisältää seuraavat vaiheet:

(1) Lisää vismuttijauhetta kuorintaliuottimeen ja värähtele ultraäänellä ennalta määrätyn ajan. Ultraäänivärähtelyprosessin aikana vismuttijauhe kuoritaan osittain hiutaleiksi kuorimisliuottimen vaikutuksesta, jotta saadaan sekoitettu vismuteeni, jolla on hiutalemainen muoto. liuotin;

(2) sentrifugointi poistamattoman vismuttijauheen poistamiseksi sekoitetussa liuottimessa supernatantin saamiseksi, joka säilyttää levymäisen vismuteenin;

(3) Saatu supernatantti altistetaan keskipako-tyhjökuivaukselle levymäisen kaksiulotteisen vismuteenin saamiseksi.

Yleisesti ottaen esillä olevan keksinnön mukaisella kaksiulotteisen vismuteenin ja litiumioniakun valmistusmenetelmällä on pääasiassa seuraavat edulliset vaikutukset verrattuna tekniikan tasoon edellä olevien esillä olevan keksinnön mukaisten teknisten ratkaisujen avulla:

1. vismuttijauheen lisääminen strippausliuottimeen ja ultraäänivärähtely ennalta määrätyn ajan liuottimen sekoituksen saamiseksi, sentrifugointi poistamattoman vismuttijauheen poistamiseksi sekoitettuun liuottimeen supernatantin saamiseksi ja kaksiulotteisen vismuttijauheen valmistaminen nestefaasistrippauksella, valmistusprosessi on yksinkertainen, ja valmistetulla kaksiulotteisella vismuteenilla on suuri tilavuuskohtainen kapasiteetti ja syklin stabiilisuus;

2. Litiumioniakkua, joka käyttää kaksiulotteista vismuteenia elektrodimateriaalina, ladataan ja puretaan vakiovirralla 0,5 C:n virrantiheydellä (1883 mA/cm3, 190 mA/g). 150 jakson jälkeen se säilyttää edelleen noin 90 % alkuperäisestä kapasiteetistaan. Hyvät syklin ominaisuudet;

3. Kaksiulotteisen vismuteenin paksuus on 3 nanometriä - 5 nanometriä. Kokeet ovat osoittaneet, että kaksiulotteisen vismuteenin tilavuuskapasiteetilla ei ole juuri mitään selvää vaimennusta eri virrantiheyksillä, ja sillä on hyvä nopeussuorituskyky.