Bizmut tozunun hazırlanma üsulu və tətbiqi

Bizmut tozuəlvan metalların tozudur və görünüşü açıq boz rəngdədir. Geniş istifadə sahəsinə malikdir və əsasən vismut məmulatları, vismut ərintiləri və vismut birləşmələri hazırlamaq üçün istifadə olunur. Çinin vismut ehtiyatları dünyada birinci yerdədir və Çində 70-dən çox vismut mədəni Çini dünyanın aparıcı vismut lideri edir. Təhlükəsiz "yaşıl metal" olaraq vismut hazırda yalnız əczaçılıq sənayesində deyil, həm də yarımkeçiricilərdə, superkeçiricilərdə, alov gecikdiricilərdə, piqmentlərdə, kosmetika və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Onun qurğuşun, sürmə, kadmium və civə kimi zəhərli elementləri əvəz edəcəyi gözlənilir. Bundan əlavə, vismut ən güclü diamaqnetizmə malik bir metaldır. Maqnit sahəsinin təsiri altında müqavimət artır və istilik keçiriciliyi azalır. O, həmçinin termoelektrik və superkeçiricilikdə yaxşı tətbiq perspektivlərinə malikdir.

Ənənəvi istehsal üsullarıvismut tozusu dumanı metodu, qaz atomizasiya metodu və top freze üsulu daxildir; su dumanı üsulu atomize edildikdə və suda qurudulduqda, vismut tozunun böyük səth sahəsinə görə vismut asanlıqla oksidləşir; Normal şəraitdə, vismut və oksigen arasındakı əlaqə də böyük miqdarda oksidləşməyə səbəb olmaq asandır; hər iki üsul çoxlu çirklərə, vismut tozunun qeyri-müntəzəm formasına və hissəciklərin qeyri-bərabər paylanmasına səbəb olur. Bilyalı freze üsulu belədir: vismut külçələrini paslanmayan poladla â¤10 mm-lik vismut taxıllarına süni şəkildə çəkiclə vurun və ya vismutu su ilə söndürün. Sonra vismut hissəcikləri vakuum mühitinə daxil olur və keramika rezinlə örtülmüş bilyalı dəyirman toz halına salınır. Bu üsul vakuumda top freze olmasına baxmayaraq, daha az oksidləşmə və az çirkləri ilə, əmək tutumlu, vaxt aparan, aşağı məhsuldarlıq, yüksək qiymət və hissəciklər 120 mesh qədər qabadır. məhsulun keyfiyyətinə təsir edir. İxtira patenti CN201010147094.7, nəm kimyəvi proseslə istehsal olunan, böyük istehsal gücü, bütün istehsal prosesi ilə oksigen arasında qısa təmas müddəti, aşağı oksidləşmə dərəcəsi, daha az çirkləri və oksigen tərkibi ilə istehsal olunan ultra incə vismut tozunun istehsal üsulunu təmin edir. vismut tozu 0< 0,6, hissəciklərin vahid paylanması; hissəcik ölçüsü -300 mesh.

Hazırkı ixtiranın texniki sxemi aşağıdakı kimidir:

1) vismut xlorid məhlulu hazırlayın: sıxlığı 1,35-1,4 q/sm3 olan vismut xlorid ehtiyat məhlulu alın, tərkibində 4%-6% xlorid turşusu olan turşulaşdırılmış təmiz sulu məhlul əlavə edin; turşulaşdırılmış təmiz sulu məhlulun və vismut xlorid ehtiyat məhlulunun həcm nisbəti 1:1 -2;

2) Sintez: hazırlanmış vismut xlorid məhluluna səthi təmizlənmiş sink külçələrini əlavə edin; yerdəyişmə reaksiyasına başlayın; reaksiyanın son nöqtəsini müşahidə edin, reaksiyanın son nöqtəsinə çatdıqda, həll olunmamış sink külçələrini çıxarın və 2-4 saat ərzində çökdürün; Təsvir edilən reaksiyanın son nöqtəsinin müşahidə və mühakimə əsası aşağıdakılardan ibarətdir: reaksiyada iştirak edən məhlulda qabarcıq yaranır;

3) Ayrılmasıvismut tozu: 2-ci addımda çöküntünün supernatantını çıxarın və sinkin ənənəvi üsullarla geri alınması; qalan çökdürülmüş vismut tozu qarışdırılır və tərkibində 4%-6% xlorid turşusu olan turşulaşdırılmış saf sulu məhlul ilə 5-8 dəfə yuyulur, sonra təmizlə yuyulur. vismut tozunu sentrifuqa ilə tez quruduqdan sonra dərhal vismut tozunu mütləq etanolla isladın və sonra qurudun;

4) Qurutma: -300 mesh hazır vismut tozunu əldə etmək üçün 3) addımda işlənmiş vismut tozunu qurutmaq üçün 60±1°C temperaturda vakuum quruducuya göndərin.

Yuxarıda göstərilən proseslə istehsal olunan vismut tozuna görə, onun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, alınan məhsulun təmizliyi 99%-ə qədərdir; hissəcik ölçüsü ultra incə, -300 mesh-ə qədərdir və hazırkı ixtira ilə hazırlanmış vismut tozunun kimyəvi tərkibi ölçülür: Bi>99, Fe< 0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, digər çirkləri<0,18; eyni zamanda, sink külçəsinin dəyişdirilməsi prosesi səbəbindən kimyəvi reaksiya yalnız sinkin həllini və vismutun çökməsini əhatə edir, çox miqdarda kimyəvi maddələrdən qaçınır Qazın mənfi cəhətləri, ətraf mühitin çirklənməsini və insan orqanizminə zərəri azaldır. Əvvəlki texnika ilə müqayisədə, bu ixtiranın bütün prosesi sentrifuqa qurutmada yalnız qısa müddət ərzində hava ilə təmasda olur və digər proseslərdə reaksiya maye və ya mütləq etanol, ya da vakuum və oksigen izolyasiyası var, buna görə oksidləşmə dərəcəsi aşağıdır. .

ərizə [2]

Mövcud texnologiyalar müxtəlif formalı aşağı ölçülü nano-vismut materialları, vismut nanotelləri, vismut nanoboruları və s. hazırlaya bilər, lakin vismutun ikiölçülü ultra nazik materialı vismuten üçün müvafiq hazırlıq texnologiyası yoxdur. Səbəblərin bir hissəsi vismut prekursorlarının və ya Hidrotermal sintez şərtlərinin idarə edilməsinin çətin olması ola bilər. Bir çox altıbucaqlı materiallar makroskopik kristal quruluş yaratmaq üçün üst-üstə yığılmış iki ölçülü materiallardan ibarətdir və iki ölçülü materialların müstəvisindəki kimyəvi bağlar çox güclüdür və təbəqələr arasında van der Waals qarşılıqlı əlaqəsi çox zəifdir, bu da iki ölçülü materiallardan ibarətdir. ölçülü materiallar təbəqəni müxtəlif üsullarla aşır. İki ölçülü nano vərəqlər, aralarındakı zəif qarşılıqlı təsir gücünə görə müvafiq toplu materiallarından aşındırılaraq əldə edilir. Bu mərhələdə mənfi elektrodlar kimi yüksək həcmli xüsusi tutumlu və sabit dövriyyəyə malik ərintilərdən istifadə texnologiyası darboğaza çatmışdır. Qrafenin və qara fosforun maye fazasının aşındırılması tədqiq edilmişdir. Fosforun yüksək tutumlu olmasına baxmayaraq, fosforun havada oksidləşməsi çox asandır. Oksigen və sudan qorxur.

İxtira patenti CN201710588276 iki ölçülü vismuten və litium-ion batareyanın hazırlanması üsulunu təmin edir. Vismut tozu soyma həlledicisinə əlavə edilir və qarışıq həlledici əldə etmək üçün əvvəlcədən müəyyən edilmiş müddət ərzində ultrasəslə titrədir və qarışıq həlledicidəki soyulmamış vismut tozu sentrifuqa ilə çıxarılır. Supernatant əldə edildi və iki ölçülü bizmuten hazırlanmış maye fazalı aşındırma. Hazırlıq prosesi sadə idi və hazırlanmış iki ölçülü bismuten yüksək həcmli xüsusi tutuma və dövrə sabitliyinə malik idi. Yuxarıda göstərilən məqsədə nail olmaq üçün hazırlıq üsulu aşağıdakı addımlardan ibarətdir:

(1) Soyma həlledicisinə vismut tozunu əlavə edin və əvvəlcədən müəyyən edilmiş müddət ərzində ultrasəslə titrəyin. Ultrasəs vibrasiya prosesi zamanı vismut tozu qabıqlı formada qarışıq vismuten əldə etmək üçün soyucu həlledicinin təsiri altında qismən lopalara soyulur. həlledici;

(2) vərəqəbənzər vismuteni saxlayan supernatant əldə etmək üçün qarışıq həlledicidə soyulmamış vismut tozunu çıxarmaq üçün sentrifuqalama;

(3) Alınan supernatant təbəqəyə bənzər iki ölçülü vismuten əldə etmək üçün mərkəzdənqaçma vakuumda qurudulmağa məruz qalır.

Ümumiyyətlə, bu ixtira ilə nəzərdə tutulmuş yuxarıda göstərilən texniki həllər vasitəsilə əvvəlki texnika ilə müqayisədə, iki ölçülü vismutenin və bu ixtira ilə təmin edilmiş litium-ion batareyanın hazırlanması üsulu əsasən aşağıdakı faydalı təsirlərə malikdir:

1. vismut tozunu soyma həlledicisinə əlavə etmək və qarışıq həlledici əldə etmək üçün əvvəlcədən müəyyən edilmiş müddət ərzində ultrasəslə titrəmək, supernatant əldə etmək üçün qarışıq həlledicidə soyulmamış vismut tozunu çıxarmaq üçün sentrifuqa etmək və maye fazanın soyulması ilə iki ölçülü vismutenin hazırlanması, hazırlıq prosesi sadədir və hazırlanmış iki ölçülü bismuten yüksək həcmli xüsusi tutuma və dövrə sabitliyinə malikdir;

2. Elektrod materialı kimi iki ölçülü vismuteni istifadə edən litium-ion batareyası 0,5C (1883mA/sm3, 190mA/q) cərəyan sıxlığında sabit cərəyanla doldurulur və boşaldılır. 150 dövrədən sonra o, hələ də ilkin tutumunun təxminən 90%-ni saxlayır. Yaxşı dövr xüsusiyyətləri;

3. İki ölçülü vismutenin qalınlığı 3 nanometrdən 5 nanometrə qədərdir. Təcrübələr sübut etdi ki, iki ölçülü vismutenin həcm tutumu müxtəlif cərəyan sıxlıqları altında demək olar ki, heç bir açıq zəifləməyə malik deyil və yaxşı sürət göstəricilərinə malikdir.