बिस्मथ पाउडर को तयारी विधि र आवेदन

बिस्मथ पाउडरअलौह धातुहरूको पाउडर हो, र यसको उपस्थिति हल्का खैरो छ। यसको प्रयोगको विस्तृत दायरा छ र मुख्यतया बिस्मुथ उत्पादनहरू, बिस्मुथ मिश्र र बिस्मथ यौगिकहरू तयार गर्न प्रयोग गरिन्छ। चीनको बिस्मुथ स्रोतहरू विश्वमा पहिलो स्थानमा छन्, र चीनमा 70 भन्दा बढी बिस्मुथ खानीहरू छन्, जसले चीनलाई विश्वको अग्रणी विस्मथ नेता बनाउँछ। सुरक्षित "हरियो धातु" को रूपमा, बिस्मुथ हाल औषधि उद्योगमा मात्र प्रयोग गरिएको छैन, तर अर्धचालकहरू, सुपरकन्डक्टरहरू, ज्वाला retardants, पिग्मेन्टहरू, सौन्दर्य प्रसाधन र अन्य क्षेत्रहरूमा पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसले सिसा, एन्टिमोनी, क्याडमियम र पारा जस्ता विषाक्त तत्वहरू प्रतिस्थापन गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। थप रूपमा, बिस्मुथ सबैभन्दा बलियो डायमग्नेटिज्म भएको धातु हो। चुम्बकीय क्षेत्रको कार्य अन्तर्गत, प्रतिरोधात्मकता बढ्छ र थर्मल चालकता घट्छ। योसँग थर्मोइलेक्ट्रिकिटी र सुपरकन्डक्टिविटीमा राम्रो अनुप्रयोग सम्भावनाहरू पनि छन्।

परम्परागत उत्पादन विधिहरूबिस्मथ पाउडरपानी धुंध विधि, ग्यास atomization विधि र बल मिलिङ विधि समावेश; जब पानीको धुंध विधिलाई एटमाइज गरिन्छ र पानीमा सुकाइन्छ, बिस्मथ पाउडरको ठूलो सतह क्षेत्रको कारण बिस्मथ सजिलैसँग अक्सिडाइज हुन्छ; सामान्य परिस्थितिमा, बिस्मुथ र अक्सिजन बीचको सम्पर्कले ठूलो मात्रामा अक्सिजन गराउन पनि सजिलो हुन्छ; दुबै विधिहरूले धेरै अशुद्धताहरू, विस्मथ पाउडरको अनियमित आकार, र असमान कण वितरणको कारण बनाउँछन्। बल मिलिङ विधि हो: 1¤10mm को बिस्मुथ दाना देखि स्टेनलेस स्टील संग कृत्रिम रूपमा ह्यामर बिस्मुथ इन्गट्स, वा पानी संग बिस्मथ निभाउन। त्यसपछि बिस्मुथ कणहरू भ्याकुम वातावरणमा प्रवेश गर्छन्, र सिरेमिक रबरको साथ बल मिललाई पल्भराइज गरिएको छ। यद्यपि यो विधि भ्याकुममा बल मिलाइन्छ, कम अक्सीकरण र कम अशुद्धताको साथ, यो श्रम-गहन, समय खपत, कम उपज, लागतमा उच्च, र कणहरू 120 जाल जत्तिकै मोटो हुन्छन्। उत्पादन गुणस्तर प्रभावित। आविष्कार पेटेन्ट CN201010147094.7 ले अल्ट्राफाइन बिस्मुथ पाउडरको उत्पादन विधि प्रदान गर्दछ, जुन गीला रासायनिक प्रक्रियाबाट उत्पादन गरिन्छ, ठूलो उत्पादन क्षमता, सम्पूर्ण उत्पादन प्रक्रिया र अक्सिजन बीचको छोटो सम्पर्क समय, कम अक्सीकरण दर, कम अशुद्धता, र अक्सिजन सामग्री। बिस्मुथ पाउडर ०<०.६, समान कण वितरण हो; कण आकार -300 जाल।

हालको आविष्कारको प्राविधिक योजना निम्नानुसार छ:

1) बिस्मुथ क्लोराइड समाधान तयार गर्नुहोस्: 1.35-1.4g/cm3 को घनत्व संग बिस्मथ क्लोराइड स्टक समाधान प्राप्त गर्नुहोस्, 4%-6% हाइड्रोक्लोरिक एसिड भएको एसिडिफाइड शुद्ध जलीय घोल थप्नुहोस्; अम्लीकृत शुद्ध जलीय घोल र बिस्मुथ क्लोराइड स्टक समाधानको भोल्युम अनुपात 1:1 -2 हो;

2) संश्लेषण: जस्ता इन्गटहरू थप्नुहोस् जसको सतह तयार बिस्मुथ क्लोराइड समाधानमा सफा गरिएको छ; विस्थापन प्रतिक्रिया सुरु गर्नुहोस्; प्रतिक्रियाको अन्तिम बिन्दु अवलोकन गर्नुहोस्, प्रतिक्रियाको अन्तिम बिन्दुमा पुग्दा, अघुलनशील जस्ता इन्गटहरू बाहिर निकाल्नुहोस् र 2-4 घण्टाको लागि अवक्षेपण गर्नुहोस्; वर्णन गरिएको प्रतिक्रियाको अन्तिम बिन्दुको अवलोकन र न्यायको आधार हो: प्रतिक्रियामा भाग लिने समाधानमा बुलबुला निस्कन्छ;

3) को विभाजनबिस्मथ पाउडर: चरण 2 मा precipitate को supernatant निकाल्नुहोस्) र परम्परागत विधिहरु द्वारा जिंक पुन: दावी; 4%-6% हाइड्रोक्लोरिक एसिड भएको एसिडिफाइड शुद्ध जलीय घोलले 5-8 पटक हलचल गरी धुनुहोस् र त्यसपछि शुद्ध विस्मथ पाउडरलाई तटस्थतामा पानीले कुल्ला गर्नुहोस्; बिस्मुथ पाउडरलाई सेन्ट्रीफ्यूजले तुरुन्तै सुकाइसकेपछि, तुरुन्तै बिस्मथ पाउडरलाई निरपेक्ष इथेनॉलले भिजाउनुहोस्, र त्यसपछि यसलाई सुकाउनुहोस्;

4) सुकाउने: चरण 3 मा उपचार गरिएको बिस्मथ पाउडर) -300 जालको समाप्त बिस्मथ पाउडर प्राप्त गर्न सुकाउनको लागि 60±1 डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा भ्याकुम ड्रायरमा पठाउनुहोस्।

माथिको प्रक्रियाबाट उत्पादित बिस्मुथ पाउडर अनुसार, यसको फाइदा यो हो कि प्राप्त उत्पादन को शुद्धता 99% को रूपमा उच्च छ; कण आकार अल्ट्राफाइन छ, -300 जाल सम्म, र वर्तमान आविष्कार द्वारा तयार बिस्मथ पाउडर को रासायनिक संरचना मापन गरिएको छ: Bi>99, Fe< 0.1, O<0.5, BiO<0.1, Cr<0.01, Cu< ०.०१, सी<०.०२, अन्य अशुद्धता<०.१८; एकै समयमा, जस्ता इन्गट प्रतिस्थापन प्रक्रियाको कारण, रासायनिक प्रतिक्रियाले जिंक विघटन र बिस्मथ वर्षा मात्र समावेश गर्दछ, ठूलो मात्रामा रासायनिक ग्यासको हानिबाट बच्न, वातावरणको प्रदूषण र मानव शरीरलाई हानि कम गर्दछ। अघिल्लो कलाको तुलनामा, वर्तमान आविष्कारको सम्पूर्ण प्रक्रिया सेन्ट्रीफ्यूज सुकाउनेमा छोटो समयको लागि मात्र हावाको सम्पर्कमा हुन्छ, र अन्य प्रक्रियाहरूमा प्रतिक्रिया तरल वा निरपेक्ष इथेनॉल, वा भ्याकुम र अक्सिजन अलगाव हुन्छ, त्यसैले अक्सीकरण दर कम छ। ।

आवेदन [२]

विद्यमान प्रविधिहरूले कम-आयामी नानो-बिस्मुथ सामग्रीहरू विभिन्न आकारहरू, बिस्मुथ नानोवाइरहरू, बिस्मुथ नानोट्यूबहरू, इत्यादिहरू तयार गर्न सक्छन्, तर बिस्मथ द्वि-आयामी अति-पातलो सामग्री बिस्मुथिनको लागि कुनै सम्बन्धित तयारी प्रविधि छैन। कारण को एक भाग हुन सक्छ कि बिस्मथ पूर्ववर्ती वा हाइड्रोथर्मल संश्लेषण अवस्था नियन्त्रण गर्न गाह्रो छ। धेरै हेक्सागोनल सामग्रीहरू दुई-आयामी सामग्रीहरू मिलेर बनेका हुन्छन् जसले म्याक्रोस्कोपिक क्रिस्टल संरचना बनाउँदछ, र दुई-आयामी सामग्रीहरूको विमानमा रासायनिक बन्धनहरू धेरै बलियो हुन्छन्, र तहहरू बीचको भ्यान डेर वाल्स अन्तरक्रिया धेरै कमजोर हुन्छ, जसले दुई-आयामी बनाउँछ। आयामी सामग्रीहरूले विभिन्न विधिहरूद्वारा तहलाई पार गर्दछ। दुई-आयामी नानोसिटहरू तिनीहरूको बीचमा कमजोर अन्तरक्रिया बलको कारणले गर्दा तिनीहरूको सम्बन्धित बल्क सामग्रीबाट एक्सफोलिएट गरेर प्राप्त गरिन्छ। यस चरणमा, नकारात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा उच्च मात्रा विशिष्ट क्षमता र स्थिर परिसंचरण संग मिश्र प्रयोग गर्ने प्रविधि बाधा पुगेको छ। ग्राफिन र कालो फस्फोरसको तरल चरण एक्सफोलिएशन अध्ययन गरिएको छ। यद्यपि फास्फोरीनको उच्च क्षमता छ, हावामा अक्सिडाइज गर्न फस्फोरीन धेरै सजिलो छ। अक्सिजन र पानीसँग डराउँछ।

आविष्कार पेटेन्ट CN201710588276 ले दुई-आयामी बिस्मुथेन र लिथियम-आयन ब्याट्रीको तयारी विधि प्रदान गर्दछ। विस्मुथ पाउडर स्ट्रिपिङ सॉल्भेन्टमा थपिन्छ र मिश्रित विलायक प्राप्त गर्नको लागि पूर्वनिर्धारित समयको लागि अल्ट्रासोनिक रूपमा कम्पन गरिन्छ, र मिश्रित विलायकमा अनस्ट्रिप गरिएको बिस्मथ पाउडर सेन्ट्रीफ्यूगेशन द्वारा हटाइन्छ। तरल चरण exfoliation। तयारी प्रक्रिया सरल थियो, र तयार द्वि-आयामी बिस्मुथेन उच्च मात्रा विशिष्ट क्षमता र चक्र स्थिरता थियो। माथिको वस्तु प्राप्त गर्न, तयारी विधिले निम्न चरणहरू समावेश गर्दछ:

(१) पिलिंग सॉल्भेन्टमा बिस्मथ पाउडर थप्नुहोस् र पूर्वनिर्धारित समयको लागि अल्ट्रासोनिक रूपमा भाइब्रेट गर्नुहोस्। अल्ट्रासोनिक कम्पन प्रक्रियाको बखत, बिस्मुथ पाउडरलाई पिलिंग सॉल्भेन्टको कार्य अन्तर्गत फ्लेक्समा आंशिक रूपमा पिल गरिन्छ, ताकि फ्ल्याकी आकारको साथ मिश्रित बिस्मुथेन प्राप्त गर्न सकिन्छ। विलायक;

(२) पाना-जस्तो बिस्मुथिन कायम राख्ने सुपरनेट्यान्ट प्राप्त गर्न मिश्रित विलायकमा अनस्ट्रिप गरिएको बिस्मथ पाउडर हटाउन सेन्ट्रीफ्यूजिङ;

(३) पाना-जस्तो द्वि-आयामी बिस्मुथेन प्राप्त गर्न प्राप्त गरिएको सुपरनेटेन्टलाई केन्द्रापसारक भ्याकुम सुकाउने गरिन्छ।

सामान्य रूपमा भन्नुपर्दा, वर्तमान आविष्कारद्वारा कल्पना गरिएको माथिको प्राविधिक समाधानहरू मार्फत अघिल्लो कलासँग तुलना गर्दा, दुई-आयामी बिस्मुथेनको तयारी विधि र हालको आविष्कारद्वारा प्रदान गरिएको लिथियम आयन ब्याट्रीमा मुख्यतया निम्न लाभकारी प्रभावहरू छन्:

1. स्ट्रिपिङ सॉल्भेन्टमा बिस्मुथ पाउडर थप्ने र मिश्रित विलायक प्राप्त गर्न पूर्वनिर्धारित समयको लागि अल्ट्रासोनिक रूपमा भाइब्रेट गर्ने, एक सुपरनेटेन्ट प्राप्त गर्न मिश्रित विलायकमा अनस्ट्रिप गरिएको बिस्मुथ पाउडर हटाउन सेन्ट्रीफ्यूजिङ, र तरल स्ट्रिपिङद्वारा दुई-आयामी बिस्मुथिन तयार गर्ने, तरल चरण। तयारी प्रक्रिया सरल छ, र तयार दुई-आयामी बिस्मुथेन उच्च मात्रा विशिष्ट क्षमता र चक्र स्थिरता छ;

2. इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा द्वि-आयामी बिस्मुथेन प्रयोग गर्ने लिथियम-आयन ब्याट्री 0.5C (1883mA/cm3, 190mA/g) को वर्तमान घनत्वमा स्थिर प्रवाहमा चार्ज र डिस्चार्ज हुन्छ। 150 चक्र पछि, यसले अझै पनि यसको प्रारम्भिक क्षमताको लगभग 90% कायम राख्छ। राम्रो चक्र विशेषताहरु;

3. दुई-आयामी बिस्मुथिनको मोटाई 3 न्यानोमिटर देखि 5 न्यानोमिटर हुन्छ। प्रयोगहरूले प्रमाणित गरेको छ कि दुई-आयामी बिस्मुथेनको भोल्युम क्षमतामा विभिन्न वर्तमान घनत्वहरू अन्तर्गत लगभग कुनै स्पष्ट क्षीणन छैन, र राम्रो दर प्रदर्शन छ।