Σκόνη βισμούθουείναι σκόνη από μη σιδηρούχα μέταλλα και η εμφάνισή του είναι ανοιχτό γκρι. Έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων και χρησιμοποιείται κυρίως για την παρασκευή προϊόντων βισμούθιου, κραμάτων βισμούθιου και ενώσεων βισμούθιου. Οι πόροι βισμούθιου της Κίνας κατέχουν την πρώτη θέση στον κόσμο και υπάρχουν περισσότερα από 70 ορυχεία βισμούθιου στην Κίνα, καθιστώντας την Κίνα τον κορυφαίο ηγέτη βισμούθιου στον κόσμο. Ως ασφαλές "πράσινο μέταλλο", το βισμούθιο δεν χρησιμοποιείται επί του παρόντος μόνο στη φαρμακευτική βιομηχανία, αλλά επίσης χρησιμοποιείται ευρέως σε ημιαγωγούς, υπεραγωγούς, επιβραδυντικά φλόγας, χρωστικές ουσίες, καλλυντικά και άλλους τομείς. Αναμένεται να αντικαταστήσει τοξικά στοιχεία όπως ο μόλυβδος, το αντιμόνιο, το κάδμιο και ο υδράργυρος. Επιπλέον, το βισμούθιο είναι ένα μέταλλο με τον ισχυρότερο διαμαγνητισμό. Υπό τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου, η ειδική αντίσταση αυξάνεται και η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται. Έχει επίσης καλές προοπτικές εφαρμογής σε θερμοηλεκτρισμό και υπεραγωγιμότητα.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι παραγωγής του
σκόνη βισμούθουπεριλαμβάνουν τη μέθοδο υδρονέφωσης, τη μέθοδο ψεκασμού αερίου και τη μέθοδο άλεσης με σφαιρίδια. Όταν η μέθοδος υδρονέφωσης ψεκάζεται και ξηραίνεται σε νερό, το βισμούθιο οξειδώνεται εύκολα λόγω της μεγάλης επιφάνειας της σκόνης βισμούθιου. Υπό κανονικές συνθήκες, η επαφή μεταξύ βισμούθιου και οξυγόνου είναι επίσης εύκολο να προκαλέσει μεγάλη ποσότητα οξείδωσης. Και οι δύο μέθοδοι προκαλούν πολλές ακαθαρσίες, ακανόνιστο σχήμα σκόνης βισμούθου και ανομοιόμορφη κατανομή σωματιδίων. Η μέθοδος άλεσης με σφαιρίδια είναι: σφυρηλατήστε τεχνητά πλινθώματα βισμούθιου με ανοξείδωτο χάλυβα σε κόκκους βισμούθιου ¤10 mm ή σβήστε το βισμούθιο με νερό. Στη συνέχεια, τα σωματίδια βισμούθου εισέρχονται σε περιβάλλον κενού και ο μύλος με σφαιρίδια με επένδυση από κεραμικό καουτσούκ κονιοποιείται. Αν και αυτή η μέθοδος αλέθεται με σφαίρα σε κενό, με λιγότερη οξείδωση και χαμηλές ακαθαρσίες, είναι εντατική, χρονοβόρα, χαμηλή απόδοση, υψηλό κόστος και τα σωματίδια είναι χονδροειδή όσο 120 mesh. επηρεάζουν την ποιότητα του προϊόντος. Η ευρεσιτεχνία CN201010147094.7 παρέχει μια μέθοδο παραγωγής εξαιρετικά λεπτής σκόνης βισμούθιου, η οποία παράγεται με υγρή χημική διαδικασία, με μεγάλη παραγωγική ικανότητα, σύντομο χρόνο επαφής μεταξύ ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής και οξυγόνου, χαμηλό ρυθμό οξείδωσης, λιγότερες ακαθαρσίες και περιεκτικότητα σε οξυγόνο Η σκόνη βισμούθου είναι 0<0,6, ομοιόμορφη κατανομή σωματιδίων. μέγεθος σωματιδίων -300 mesh.
Το τεχνικό σχήμα της παρούσας εφεύρεσης έχει ως εξής:
1) Προετοιμάστε διάλυμα χλωριούχου βισμούθιου: πάρτε το μητρικό διάλυμα χλωριούχου βισμούθιου με πυκνότητα 1,35-1,4 g/cm3, προσθέστε οξινισμένο καθαρό υδατικό διάλυμα που περιέχει 4%-6% υδροχλωρικό οξύ. Η αναλογία όγκου του οξινισμένου καθαρού υδατικού διαλύματος και του μητρικού διαλύματος χλωριούχου βισμούθιου είναι 1:1 -2.
2) Σύνθεση: προσθέστε πλινθώματα ψευδαργύρου των οποίων η επιφάνεια έχει καθαριστεί στο παρασκευασμένο διάλυμα χλωριούχου βισμούθιου. ξεκινήστε την αντίδραση μετατόπισης. Παρατηρήστε το τελικό σημείο της αντίδρασης, όταν φτάσετε στο τελικό σημείο της αντίδρασης, αφαιρέστε τα αδιάλυτα πλινθώματα ψευδαργύρου και καταβυθίστε για 2-4 ώρες. Η βάση παρατήρησης και κρίσης του περιγραφόμενου τελικού σημείου της αντίδρασης είναι: υπάρχει φυσαλίδα που αναδύεται στο διάλυμα που συμμετέχει στην αντίδραση.
3) Διαχωρισμός του
σκόνη βισμούθου: εκχύλιση του υπερκειμένου του ιζήματος στο στάδιο 2) και ανάκτηση ψευδαργύρου με συμβατικές μεθόδους. Η υπόλοιπη καταβυθισμένη σκόνη βισμούθιου αναδεύεται και πλένεται 5-8 φορές με ένα οξινισμένο καθαρό υδατικό διάλυμα που περιέχει 4%-6% υδροχλωρικό οξύ, και στη συνέχεια πλένεται με καθαρό. Αφού στεγνώσετε γρήγορα τη σκόνη βισμούθου με φυγόκεντρο, εμποτίστε αμέσως τη σκόνη βισμούθου με απόλυτη αιθανόλη και στη συνέχεια στεγνώστε την.
4) Ξήρανση: Στείλτε τη σκόνη βισμούθιου που υποβλήθηκε σε επεξεργασία στο βήμα 3) σε στεγνωτήριο κενού σε θερμοκρασία 60±1°C για ξήρανση για να ληφθεί μια τελική σκόνη βισμούθιου -300 mesh.
Σύμφωνα με τη σκόνη βισμούθιου που παράγεται από την παραπάνω διαδικασία, το πλεονέκτημά της είναι ότι η καθαρότητα του λαμβανόμενου προϊόντος είναι τόσο υψηλή όσο 99%. το μέγεθος σωματιδίων είναι εξαιρετικά λεπτό, έως -300 mesh, και η χημική σύνθεση της σκόνης βισμούθιου που παρασκευάζεται από την παρούσα εφεύρεση μετράται: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, άλλες προσμίξεις<0,18; Ταυτόχρονα, λόγω της διαδικασίας αντικατάστασης πλινθωμάτων ψευδαργύρου, η χημική αντίδραση περιλαμβάνει μόνο διάλυση ψευδαργύρου και καθίζηση βισμούθιου, αποφεύγοντας μεγάλη ποσότητα χημικών Τα μειονεκτήματα του αερίου, μειώνουν τη ρύπανση του περιβάλλοντος και τις βλάβες στο ανθρώπινο σώμα. Σε σύγκριση με την προηγούμενη τεχνική, ολόκληρη η διαδικασία της παρούσας εφεύρεσης έρχεται σε επαφή με τον αέρα μόνο για μικρό χρονικό διάστημα στο στέγνωμα της φυγόκεντρου και άλλες διεργασίες έχουν υγρό αντίδρασης ή απόλυτη αιθανόλη ή απομόνωση υπό κενό και οξυγόνο, έτσι ο ρυθμός οξείδωσης είναι χαμηλός .
εφαρμογή [2]
Οι υπάρχουσες τεχνολογίες μπορούν να παρασκευάσουν υλικά χαμηλής διάστασης νανο-βισμούθιου με διαφορετικά σχήματα, νανοσύρματα βισμούθιου, νανοσωλήνες βισμούθιου κ.λπ., αλλά δεν υπάρχει σχετική τεχνολογία προετοιμασίας για το δισδιάστατο εξαιρετικά λεπτό υλικό βισμούθενιο. Μέρος του λόγου μπορεί να είναι ότι οι πρόδρομες ουσίες βισμούθιου ή οι συνθήκες υδροθερμικής σύνθεσης είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Πολλά εξαγωνικά υλικά αποτελούνται από δισδιάστατα υλικά που στοιβάζονται για να σχηματίσουν μια μακροσκοπική κρυσταλλική δομή και οι χημικοί δεσμοί στο επίπεδο των δισδιάστατων υλικών είναι πολύ ισχυροί και η αλληλεπίδραση van der Waals μεταξύ των στρωμάτων είναι πολύ ασθενής, γεγονός που κάνει δύο διαστάσεων υλικά υπερνικά το στρώμα με διάφορες μεθόδους. Τα δισδιάστατα νανοφύλλα λαμβάνονται με απολέπιση από τα αντίστοιχα χύμα υλικά τους λόγω της ασθενής δύναμης αλληλεπίδρασης μεταξύ τους. Σε αυτό το στάδιο, η τεχνολογία της χρήσης κραμάτων με υψηλή ειδική χωρητικότητα όγκου και σταθερή κυκλοφορία ως αρνητικά ηλεκτρόδια έχει φτάσει στο σημείο συμφόρησης. Η απολέπιση υγρής φάσης του γραφενίου και του μαύρου φωσφόρου έχει μελετηθεί. Αν και το φωσφορένιο έχει υψηλή χωρητικότητα, το φωσφορένιο οξειδώνεται πολύ εύκολα στον αέρα. Φοβάται το οξυγόνο και το νερό.
Η ευρεσιτεχνία της εφεύρεσης CN201710588276 παρέχει μια μέθοδο παρασκευής δισδιάστατου βισμούθενίου και μπαταρίας ιόντων λιθίου. Σκόνη βισμούθιου προστίθεται στον διαλύτη απομάκρυνσης και δονείται με υπερήχους για προκαθορισμένο χρόνο για να ληφθεί ένας μεικτός διαλύτης και η μη απογυμνωμένη σκόνη βισμούθιου στον μικτό διαλύτη απομακρύνεται με φυγοκέντρηση για να ληφθεί. απολέπιση υγρής φάσης. Η διαδικασία παρασκευής ήταν απλή και το παρασκευασμένο δισδιάστατο βισμούθενιο είχε υψηλή ειδική χωρητικότητα όγκου και σταθερότητα κύκλου. Για την επίτευξη του παραπάνω στόχου, η μέθοδος προετοιμασίας περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:
(1) Προσθέστε σκόνη βισμούθου στον διαλύτη απολέπισης και δονήστε υπερήχους για προκαθορισμένο χρόνο. Κατά τη διαδικασία δόνησης με υπερήχους, η σκόνη βισμούθιου αποφλοιώνεται μερικώς σε νιφάδες υπό τη δράση του απολεπιστικού διαλύτη, έτσι ώστε να ληφθεί ένα μικτό βισμούθενιο με νιφάδα. διαλυτικό μέσο;
(2) φυγοκέντρηση για την απομάκρυνση της μη απογυμνωμένης σκόνης βισμούθιου στον αναμεμειγμένο διαλύτη για να ληφθεί ένα υπερκείμενο, το οποίο συγκρατεί το βισμούθενιο που μοιάζει με φύλλο.
(3) Το ληφθέν υπερκείμενο υποβάλλεται σε φυγοκεντρική ξήρανση υπό κενό για να ληφθεί δισδιάστατο βισμούθενιο που μοιάζει με φύλλο.
Γενικά, σε σύγκριση με την προηγούμενη τεχνική μέσω των παραπάνω τεχνικών λύσεων που επινοήθηκαν από την παρούσα εφεύρεση, η μέθοδος παρασκευής του δισδιάστατου βισμούθενίου και της μπαταρίας ιόντων λιθίου που παρέχεται από την παρούσα εφεύρεση έχουν κυρίως τα ακόλουθα ευεργετικά αποτελέσματα:
1. προσθήκη σκόνης βισμούθιου στον διαλύτη απομάκρυνσης και δόνηση με υπερήχους για προκαθορισμένο χρόνο για τη λήψη μικτού διαλύτη, φυγοκέντρηση για την απομάκρυνση της μη απογυμνωμένης σκόνης βισμούθιου στον αναμεμειγμένο διαλύτη για τη λήψη υπερκειμένου και προετοιμασία δισδιάστατου βισμούθενιο με απογύμνωση υγρής φάσης. Η διαδικασία προετοιμασίας είναι απλή και το παρασκευασμένο δισδιάστατο βισμούθενιο έχει υψηλή ειδική χωρητικότητα όγκου και σταθερότητα κύκλου.
2. Μια μπαταρία ιόντων λιθίου που χρησιμοποιεί δισδιάστατο βισμούθενιο ως υλικό ηλεκτροδίου φορτίζεται και εκφορτίζεται με σταθερό ρεύμα σε πυκνότητα ρεύματος 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Μετά από 150 κύκλους, εξακολουθεί να διατηρεί περίπου το 90% της αρχικής του χωρητικότητας. Καλά χαρακτηριστικά κύκλου.
3. Το πάχος του δισδιάστατου βισμούθενίου είναι 3 νανόμετρα έως 5 νανόμετρα. Τα πειράματα έχουν αποδείξει ότι η χωρητικότητα όγκου του δισδιάστατου βισμούθενίου δεν έχει σχεδόν καμία προφανή εξασθένηση κάτω από διαφορετικές πυκνότητες ρεύματος και έχει καλή απόδοση ρυθμού.
