Beredningsmetod och applicering av vismutpulver

Vismutpulverär ett pulver av icke-järnmetaller, och dess utseende är ljusgrått. Den har ett brett användningsområde och används främst för att framställa vismutprodukter, vismutlegeringar och vismutföreningar. Kinas vismutresurser rankas först i världen, och det finns mer än 70 vismutgruvor i Kina, vilket gör Kina till världens ledande vismutledare. Som en säker "grön metall" används vismut för närvarande inte bara inom läkemedelsindustrin, utan används också i stor utsträckning i halvledare, supraledare, flamskyddsmedel, pigment, kosmetika och andra områden. Det förväntas ersätta giftiga ämnen som bly, antimon, kadmium och kvicksilver. Dessutom är vismut en metall med den starkaste diamagnetismen. Under inverkan av ett magnetfält ökar resistiviteten och den termiska konduktiviteten minskar. Den har också goda tillämpningsmöjligheter inom termoelektricitet och supraledning.

De traditionella produktionsmetoderna förvismutpulverinkluderar vattendimmametod, gasatomiseringsmetod och kulmalningsmetod; när vattendimmametoden finfördelas och torkas i vatten, oxideras vismut lätt på grund av den stora ytan av vismutpulver; Under normala omständigheter är kontakten mellan vismut och syre också lätt att orsaka en stor mängd oxidation; båda metoderna orsakar många föroreningar, oregelbunden form av vismutpulver och ojämn partikelfördelning. Kulfräsningsmetoden är: konstgjord hammar vismuttackor med rostfritt stål till vismutkorn på â¤10 mm, eller kyla vismut med vatten. Sedan går vismutpartiklarna in i en vakuummiljö, och kulkvarnen fodrad med keramiskt gummi pulveriseras. Även om denna metod är kulmald i vakuum, med mindre oxidation och låga föroreningar, är den arbetsintensiv, tidskrävande, låg avkastning, hög kostnad, och partiklarna är så grova som 120 mesh. påverka produktkvaliteten. Uppfinningspatent CN201010147094.7 tillhandahåller en produktionsmetod för ultrafint vismutpulver, som framställs genom våtkemisk process, med stor produktionskapacitet, kort kontakttid mellan hela produktionsprocessen och syre, låg oxidationshastighet, mindre föroreningar och syrehalten i vismutpulver är 0<0,6, enhetlig partikelfördelning; partikelstorlek -300 mesh.

Det tekniska schemat för föreliggande uppfinning är som följer:

1) Förbered vismutkloridlösning: hämta vismutkloridstamlösningen med en densitet av 1,35-1,4g/cm3, tillsätt surgjord ren vattenlösning innehållande 4%-6% saltsyra; volymförhållandet för surgjord ren vattenlösning och vismutkloridstamlösning är 1:1 -2;

2) Syntes: tillsätt zinktackor vars yta har rengjorts till den beredda vismutkloridlösningen; starta förskjutningsreaktionen; observera slutpunkten för reaktionen, när reaktionens slutpunkt uppnås, ta ut de olösta zinktackorna och fäll ut i 2-4 timmar; Observations- och bedömningsgrunden för den beskrivna reaktionens slutpunkt är: det finns en bubbla som kommer fram i lösningen som deltar i reaktionen;

3) Separering avvismutpulver: extrahera supernatanten av fällningen i steg 2) och återvinn zink med konventionella metoder; det återstående utfällda vismutpulvret omrörs och tvättas 5-8 gånger med en surgjord ren vattenlösning innehållande 4%-6% saltsyra, och tvättas sedan med ren. Skölj vismutpulvret med vatten till neutralitet; efter att ha torkat vismutpulvret snabbt med en centrifug, blötlägg omedelbart vismutpulvret med absolut etanol och torka det sedan;

4) Torkning: Skicka vismutpulvret som behandlats i steg 3) till en vakuumtork vid en temperatur på 60±1°C för torkning för att erhålla ett färdigt vismutpulver på -300 mesh.

Enligt vismutpulvret som framställs genom ovanstående process är dess fördel att renheten hos den erhållna produkten är så hög som 99%; partikelstorleken är ultrafin, upp till -300 mesh, och den kemiska sammansättningen av vismutpulvret framställt enligt föreliggande uppfinning mäts: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, andra föroreningar <0,18; samtidigt, på grund av zinkgötsersättningsprocessen, involverar den kemiska reaktionen endast zinkupplösning och vismutfällning, vilket undviker en stor mängd kemikalier. Nackdelarna med gas, minskar föroreningen av miljön och skadorna på människokroppen. Jämfört med känd teknik är hela processen enligt föreliggande uppfinning endast i kontakt med luft under en kort tid i centrifugtorkningen, och andra processer har reaktionsvätska eller absolut etanol, eller vakuum- och syreisolering, så oxidationshastigheten är låg .

ansökan [2]

Befintlig teknologi kan förbereda lågdimensionella nano-vismutmaterial med olika former, vismut nanotrådar, vismut nanorör, etc., men det finns ingen relaterad beredningsteknik för vismut tvådimensionellt ultratunt material vismut. En del av anledningen kan vara att vismutprekursorer eller hydrotermiska syntesförhållanden är svåra att kontrollera. Många hexagonala material är sammansatta av tvådimensionella material staplade för att bilda en makroskopisk kristallstruktur, och de kemiska bindningarna i planet för tvådimensionella material är mycket starka, och van der Waals interaktion mellan skikten är mycket svag, vilket gör att två- dimensionella material övervinner lager med olika metoder. Tvådimensionella nanosheets erhålls genom att exfoliera från deras motsvarande bulkmaterial på grund av den svaga samverkanskraften mellan dem. I detta skede har tekniken att använda legeringar med hög volymspecifik kapacitet och stabil cirkulation som negativa elektroder nått flaskhalsen. Flytande fasexfoliering av grafen och svart fosfor har studerats. Även om fosforen har en hög kapacitet är fosforen väldigt lätt att oxidera i luften. Rädd för syre och vatten.

Uppfinningspatentet CN201710588276 tillhandahåller en framställningsmetod för tvådimensionell vismuten och ett litiumjonbatteri. Vismutpulver tillsätts till strippningslösningsmedlet och ultraljudsvibreras under en förutbestämd tid för att erhålla ett blandat lösningsmedel, och det ofrippade vismutpulvret i det blandade lösningsmedlet avlägsnas genom centrifugering för att erhålla supernatanten, och den tvådimensionella vismuten framställdes av exfoliering i flytande fas. Beredningsprocessen var enkel, och den beredda tvådimensionella vismutenen hade hög volymspecifik kapacitet och cykelstabilitet. För att uppnå ovanstående syfte omfattar beredningsmetoden följande steg:

(1) Tillsätt vismutpulver i skallösningsmedlet och vibrera ultraljud under en förutbestämd tid. Under ultraljudsvibrationsprocessen skalas vismutpulvret delvis till flingor under inverkan av skalningslösningsmedlet, för att erhålla en blandad vismut med flagig form. lösningsmedel;

(2) centrifugering för att avlägsna det osmutspulvret som inte avlägsnats i det blandade lösningsmedlet för att erhålla en supernatant, som kvarhåller det arkliknande vismutenet;

(3) Den erhållna supernatanten utsätts för centrifugalvakuumtorkning för att erhålla arkliknande tvådimensionell vismuten.

Generellt sett, jämfört med känd teknik genom ovanstående tekniska lösningar som utformats av föreliggande uppfinning, har framställningsmetoden för tvådimensionell vismuten och litiumjonbatteriet som tillhandahålls av föreliggande uppfinning huvudsakligen följande fördelaktiga effekter:

1. Tillsätt vismutpulver i strippningslösningsmedlet och ultraljudsvibrering under en förutbestämd tid för att erhålla ett blandat lösningsmedel, centrifugering för att avlägsna det ofrippade vismutpulvret i det blandade lösningsmedlet för att erhålla en supernatant, och framställning av tvådimensionell vismuten genom flytande fasstripping. beredningsprocessen är enkel, och den beredda tvådimensionella vismuten har hög volymspecifik kapacitet och cykelstabilitet;

2. Ett litiumjonbatteri som använder tvådimensionellt vismuten som elektrodmaterial laddas och urladdas med en konstant ström vid en strömtäthet på 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Efter 150 cykler behåller den fortfarande cirka 90 % av sin initiala kapacitet. Bra cykelegenskaper;

3. Tjockleken på tvådimensionell vismuten är 3 nanometer till 5 nanometer. Experiment har visat att volymkapaciteten hos tvådimensionell vismuten nästan inte har någon uppenbar dämpning under olika strömtätheter och har god hastighetsprestanda.