Bismuth pulverer et pulver af ikke-jernholdige metaller, og dets udseende er lysegråt. Det har en bred vifte af anvendelser og bruges hovedsageligt til fremstilling af bismuthprodukter, vismutlegeringer og bismuthforbindelser. Kinas vismutressourcer rangerer først i verden, og der er mere end 70 vismutminer i Kina, hvilket gør Kina til verdens førende vismutleder. Som et sikkert "grønt metal" bruges bismuth i øjeblikket ikke kun i den farmaceutiske industri, men også i vid udstrækning i halvledere, superledere, flammehæmmere, pigmenter, kosmetik og andre områder. Det forventes at erstatte giftige elementer som bly, antimon, cadmium og kviksølv. Derudover er bismuth et metal med den stærkeste diamagnetisme. Under påvirkning af et magnetfelt stiger resistiviteten, og den termiske ledningsevne falder. Det har også gode anvendelsesmuligheder inden for termoelektricitet og superledning.
De traditionelle produktionsmetoder af
vismutpulveromfatter vandtågemetode, gasforstøvningsmetode og kugleformalingsmetode; når vandtågemetoden forstøves og tørres i vand, oxideres bismuth let på grund af det store overfladeareal af bismuthpulver; Under normale omstændigheder er kontakten mellem bismuth og oxygen også let at forårsage en stor mængde oxidation; begge metoder forårsager mange urenheder, uregelmæssig form af bismuthpulver og ujævn partikelfordeling. Kuglefræsningsmetoden er: hammer kunstigt vismutbarrer med rustfrit stål til bismuthkorn på â¤10 mm, eller bratkøl vismut med vand. Derefter kommer vismutpartiklerne ind i et vakuummiljø, og kuglemøllen foret med keramisk gummi pulveriseres. Selvom denne metode kugleformes i et vakuum med mindre oxidation og lave urenheder, er den arbejdskrævende, tidskrævende, lavt udbytte, høj pris, og partiklerne er så grove som 120 mesh. påvirke produktkvaliteten. Opfindelsespatent CN201010147094.7 giver en produktionsmetode af ultrafint vismutpulver, som er fremstillet ved vådkemisk proces, med stor produktionskapacitet, kort kontakttid mellem hele produktionsprocessen og oxygen, lav oxidationshastighed, færre urenheder og oxygenindholdet i vismutpulver er 0< 0,6, ensartet partikelfordeling; partikelstørrelse -300 mesh.
Det tekniske skema for den foreliggende opfindelse er som følger:
1) Forbered bismuthchloridopløsning: få vismutchloridstamopløsningen med en densitet på 1,35-1,4g/cm3, tilsæt syrnet ren vandig opløsning indeholdende 4%-6% saltsyre; volumenforholdet mellem forsuret ren vandig opløsning og vismutchloridstamopløsning er 1:1 -2;
2) Syntese: tilsæt zinkbarrer, hvis overflade er blevet renset, til den forberedte bismuthchloridopløsning; start forskydningsreaktionen; observer reaktionens slutpunkt, når reaktionens slutpunkt er nået, tages de uopløste zinkblokke ud og udfældes i 2-4 timer; Observations- og bedømmelsesgrundlaget for det beskrevne reaktionsslutpunkt er: der skal opstå boble i opløsningen, der deltager i reaktionen;
3) Adskillelse af
vismutpulver: ekstraher supernatanten af bundfaldet i trin 2) og genvind zink ved konventionelle metoder; det resterende udfældede bismuthpulver omrøres og vaskes 5-8 gange med en syrnet ren vandig opløsning indeholdende 4%-6% saltsyre og vaskes derefter med ren. Skyl bismuthpulveret med vand til neutralitet; efter at vismutpulveret er tørret hurtigt med en centrifuge, skal du straks gennemvæde bismuthpulveret med absolut ethanol og derefter tørre det;
4) Tørring: Send vismutpulveret behandlet i trin 3) til en vakuumtørrer ved en temperatur på 60±1°C til tørring for at opnå et færdigt bismuthpulver på -300 mesh.
Ifølge bismuthpulveret fremstillet ved ovennævnte proces er dets fordel, at renheden af det opnåede produkt er så høj som 99%; partikelstørrelsen er ultrafin, op til -300 mesh, og den kemiske sammensætning af bismuthpulveret fremstillet ved den foreliggende opfindelse er målt: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, andre urenheder <0,18; Samtidig involverer den kemiske reaktion på grund af zinkbarreudskiftningsprocessen kun zinkopløsning og bismuthudfældning, hvorved man undgår en stor mængde kemikalier. Ulemperne ved gas reducerer forureningen af miljøet og skader på den menneskelige krop. Sammenlignet med den kendte teknik er hele processen ifølge den foreliggende opfindelse kun i kontakt med luft i kort tid i centrifugetørringen, og andre processer har reaktionsvæske eller absolut ethanol eller vakuum- og oxygenisolering, så oxidationshastigheden er lav .
ansøgning [2]
Eksisterende teknologier kan fremstille lavdimensionelle nano-bismut materialer med forskellige former, bismuth nanotråde, bismuth nanorør osv., men der er ingen relateret præparationsteknologi til bismuth todimensionelt ultratyndt materiale bismuthen. En del af årsagen kan være, at bismuthprækursorer eller hydrotermiske syntesebetingelser er svære at kontrollere. Mange sekskantede materialer er sammensat af todimensionelle materialer, der er stablet for at danne en makroskopisk krystalstruktur, og de kemiske bindinger i planet af todimensionelle materialer er meget stærke, og van der Waals interaktion mellem lagene er meget svag, hvilket gør to- dimensionelle materialer overvinder lag ved forskellige metoder. Todimensionelle nanoplader opnås ved at eksfoliere fra deres tilsvarende bulkmaterialer på grund af den svage interaktionskraft mellem dem. På dette stadium har teknologien med at bruge legeringer med høj volumenspecifik kapacitet og stabil cirkulation som negative elektroder nået flaskehalsen. Flydende fase eksfoliering af grafen og sort fosfor er blevet undersøgt. Selvom phosphoren har en høj kapacitet, er fosfor meget let at oxidere i luften. Bange for ilt og vand.
Opfindelsespatent CN201710588276 tilvejebringer en fremstillingsmetode for todimensional bismuthen og et lithium-ion-batteri. Bismuthpulver tilsættes til stripningsopløsningsmidlet og ultralydsvibreres i en forudbestemt tid for at opnå et blandet opløsningsmiddel, og det ikke-strippede bismuthpulver i det blandede opløsningsmiddel fjernes ved centrifugering for at opnå supernatanten, og den todimensionelle bismuthen blev fremstillet af flydende fase eksfoliering. Fremstillingsprocessen var enkel, og den fremstillede todimensionelle bismuthen havde høj volumenspecifik kapacitet og cyklusstabilitet. For at opnå ovenstående formål omfatter fremstillingsmetoden følgende trin:
(1) Tilsæt vismutpulver i afskalningsopløsningsmidlet og vibrer ultralyd i en forudbestemt tid. Under ultralydsvibrationsprocessen skrælles bismuthpulveret delvist til flager under påvirkning af skrælningsopløsningsmidlet for at opnå en blandet bismuthen med flaget form. opløsningsmiddel;
(2) centrifugering for at fjerne det ikke-strippede bismuthpulver i det blandede opløsningsmiddel for at opnå en supernatant, som tilbageholder den arklignende bismuthen;
(3) Den opnåede supernatant underkastes centrifugalvakuumtørring for at opnå arklignende todimensionel bismuthen.
Generelt set, sammenlignet med den kendte teknik gennem de ovennævnte tekniske løsninger udtænkt af den foreliggende opfindelse, har fremstillingsmetoden for todimensional bismuthen og lithium-ion-batteriet tilvejebragt af den foreliggende opfindelse hovedsageligt følgende gavnlige virkninger:
1. tilsætning af bismuthpulver i stripningsopløsningsmidlet og ultralydsvibrering i en forudbestemt tid for at opnå et blandet opløsningsmiddel, centrifugering for at fjerne det ikke-strippede bismuthpulver i det blandede opløsningsmiddel for at opnå en supernatant, og fremstilling af todimensionel bismuthen ved flydende fasestripping. forberedelsesprocessen er enkel, og den forberedte todimensionelle bismuthen har høj volumenspecifik kapacitet og cyklusstabilitet;
2. Et lithium-ion-batteri, der anvender todimensional bismuthen som elektrodemateriale, oplades og aflades ved en konstant strøm ved en strømtæthed på 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Efter 150 cyklusser bevarer den stadig omkring 90 % af sin oprindelige kapacitet. Gode cyklusegenskaber;
3. Tykkelsen af todimensional bismuthen er 3 nanometer til 5 nanometer. Eksperimenter har vist, at volumenkapaciteten af todimensional bismuthen næsten ikke har nogen tydelig dæmpning under forskellige strømtætheder og har god hastighedsydelse.
