Vismutipulbri valmistamismeetod ja pealekandmine

Vismuti pulberon värviliste metallide pulber ja selle välimus on helehall. Sellel on lai kasutusala ja seda kasutatakse peamiselt vismutitoodete, vismutisulamite ja vismutiühendite valmistamiseks. Hiina vismutivarud on maailmas esikohal ja Hiinas on üle 70 vismutikaevanduse, mis teeb Hiinast maailma juhtiva vismutikaevanduse. Ohutu "rohelise metallina" kasutatakse vismutit praegu mitte ainult farmaatsiatööstuses, vaid seda kasutatakse laialdaselt ka pooljuhtides, ülijuhtides, leegiaeglustites, pigmentides, kosmeetikas ja muudes valdkondades. Eeldatakse, et see asendab mürgised elemendid, nagu plii, antimon, kaadmium ja elavhõbe. Lisaks on vismut kõige tugevama diamagnetismiga metall. Magnetvälja toimel eritakistus suureneb ja soojusjuhtivus väheneb. Sellel on head kasutusvõimalused ka termoelektri ja ülijuhtivuse vallas.

Traditsioonilised tootmismeetodidvismuti pulberhõlmavad veeudu meetodit, gaasipihustamise meetodit ja kuuljahvatamise meetodit; kui veeudu meetodit pihustatakse ja kuivatatakse vees, oksüdeerub vismut kergesti vismutipulbri suure pindala tõttu; Tavaolukorras on ka vismuti ja hapniku vaheline kokkupuude suurel hulgal oksüdatsiooni põhjustajaks; mõlemad meetodid põhjustavad palju lisandeid, vismutipulbri ebakorrapärast kuju ja ebaühtlast osakeste jaotumist. Kuuljahvatusmeetod on järgmine: vismuti valuplokid kunstlikult vasardatakse roostevaba terasega 10 mm suurusteks vismutiteradeks või kustutatakse vismut veega. Seejärel satuvad vismutiosakesed vaakumkeskkonda ja keraamilise kummiga vooderdatud kuulveski pulbristatakse. Kuigi seda meetodit jahvatatakse vaakumis kuuljahvatusega, milles on vähem oksüdatsiooni ja vähe lisandeid, on see töömahukas, aeganõudev, madala saagisega, kõrge hinnaga ja osakesed on jämedad kui 120 sõela. mõjutada toote kvaliteeti. Leiutise patent CN201010147094.7 pakub ülipeene vismutipulbri tootmismeetodit, mis on toodetud märgkeemilise protsessiga, millel on suur tootmisvõimsus, lühike kokkupuuteaeg kogu tootmisprotsessi ja hapniku vahel, madal oksüdatsioonimäär, vähem lisandeid ja hapnikusisaldus. vismutipulber on 0<0,6, osakeste ühtlane jaotus; osakeste suurus -300 silma.

Käesoleva leiutise tehniline skeem on järgmine:

1) Valmistage vismutkloriidi lahus: võtke vismutkloriidi põhilahus tihedusega 1,35-1,4 g/cm3, lisage hapendatud puhas vesilahus, mis sisaldab 4%-6% vesinikkloriidhapet; hapendatud puhta vesilahuse ja vismutkloriidi põhilahuse mahusuhe on 1:1 -2;

2) Süntees: lisada valmistatud vismutkloriidi lahusele tsingi valuplokid, mille pind on puhastatud; käivitada nihkereaktsioon; jälgida reaktsiooni lõpp-punkti, reaktsiooni lõpp-punkti jõudmisel võtta välja lahustumatud tsingi valuplokid ja sadestada 2-4 tundi; Kirjeldatud reaktsiooni lõpp-punkti vaatlus- ja hindamisalus on: lahuses tekib mull, mis osaleb reaktsioonis;

3) eraldaminevismuti pulber: ekstraheerige etapis 2) sademe supernatant ja regenereerige tsink tavapäraste meetoditega; järelejäänud sadestunud vismutipulbrit segatakse ja pestakse 5–8 korda hapestatud puhta vesilahusega, mis sisaldab 4–6% vesinikkloriidhapet, ning seejärel pestakse puhtaga. Loputage vismutipulber veega neutraalseks; pärast vismutipulbri kiiret kuivatamist tsentrifuugiga leotage vismutipulber kohe absoluutses etanoolis ja seejärel kuivatage;

4) Kuivatamine: saatke etapis 3) töödeldud vismutipulber kuivatamiseks vaakumkuivatisse temperatuuril 60±1 °C, et saada valmis vismutipulber suurusega -300 mešši.

Vastavalt ülaltoodud meetodil toodetud vismutipulbrile on selle eeliseks see, et saadud toote puhtus on kuni 99%; osakeste suurus on ülipeen, kuni -300 mešši ja mõõdetakse käesoleva leiutise kohaselt valmistatud vismutipulbri keemilist koostist: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, muud lisandid <0,18; samal ajal tsingi valuplokkide asendamise protsessi tõttu hõlmab keemiline reaktsioon ainult tsingi lahustumist ja vismuti sadestumist, vältides suures koguses keemilisi aineid. Võrreldes tehnika tasemega on kogu käesoleva leiutise protsess tsentrifuugkuivatusel õhuga kokkupuutes vaid lühikest aega ja teistes protsessides kasutatakse reaktsioonivedelikku või absoluutset etanooli või vaakum- ja hapnikuisolatsiooni, mistõttu oksüdatsioonikiirus on madal. .

taotlus [2]

Olemasolevate tehnoloogiatega saab valmistada erineva kujuga väikesemõõtmelisi nano-vismutmaterjale, vismut-nanojuhtmeid, vismut-nanotorusid jne, kuid kahemõõtmelise üliõhukese vismutimaterjali vismuteeni jaoks puudub sellega seotud ettevalmistustehnoloogia. Põhjuseks võib olla see, et vismuti prekursoreid või hüdrotermilise sünteesi tingimusi on raske kontrollida. Paljud kuusnurksed materjalid koosnevad kahemõõtmelistest materjalidest, mis on virnastatud, moodustades makroskoopilise kristallstruktuuri, ja keemilised sidemed kahemõõtmeliste materjalide tasapinnas on väga tugevad ning van der Waalsi kihtidevaheline interaktsioon on väga nõrk, mis muudab kahemõõtmelise mõõtmetega materjalid ületavad kihi erinevate meetoditega. Kahemõõtmelised nanolehed saadakse nende vastavatelt puistematerjalidelt koorimisel nendevahelise nõrga vastastikuse jõu tõttu. Praeguses etapis on kitsaskohani jõudnud tehnoloogia, mis kasutab suure mahu erivõimsusega ja stabiilse tsirkulatsiooniga sulameid negatiivsete elektroodidena. Uuritud on grafeeni ja musta fosfori vedelfaasi koorimist. Kuigi fosforeen on suure mahutavusega, on fosforeeni õhu käes väga lihtne oksüdeeruda. Kardab hapnikku ja vett.

Leiutise patent CN201710588276 pakub kahemõõtmelise vismuteeni ja liitiumioonaku valmistamismeetodit. Vismutipulber lisatakse eemaldavale lahustile ja vibreeritakse ultraheliga eelnevalt kindlaksmääratud aja jooksul, et saada lahustisegu, ning eemaldatud vismutipulber segatud lahustis eemaldatakse tsentrifuugimisega, et saada. Supernatant saadi ja kahemõõtmeline vismuteen valmistati vedelfaasi koorimine. Valmistamisprotsess oli lihtne ja valmistatud kahemõõtmelisel vismuteenil oli suur mahu erivõimsus ja tsükli stabiilsus. Ülaltoodud eesmärgi saavutamiseks koosneb ettevalmistusmeetod järgmistest etappidest:

(1) Lisage vismutipulber koorimislahustisse ja vibreerige ultraheliga etteantud aja jooksul. Ultraheli vibratsiooniprotsessi käigus kooritakse vismutipulber koorimislahusti toimel osaliselt helvesteks, et saada helbelise kujuga segatud vismuteen. lahusti;

(2) tsentrifuugimine eemaldamata vismutipulbri eemaldamiseks segatud lahustis, et saada supernatant, mis säilitab lehelaadse vismuteeni;

(3) Saadud supernatant kuivatatakse tsentrifugaalvaakumkuivatusel, et saada lehekujuline kahemõõtmeline vismuteen.

Üldiselt, võrreldes tehnika tasemega tehnika tasemega ülaltoodud tehniliste lahenduste kaudu, mis on käesolevas leiutises välja mõeldud, on kahemõõtmelise vismuteeni ja liitiumioonaku valmistamismeetodil käesolevas leiutises peamiselt järgmised kasulikud mõjud:

1. Vismutipulbri lisamine eemaldavasse lahustisse ja ultraheli vibreerimine etteantud aja jooksul, et saada lahustisegu, tsentrifuugimine, et eemaldada eemaldatud vismutipulber segalahustis, et saada supernatant, ja kahemõõtmelise vismuteeni valmistamine vedelfaasi eemaldamise teel. valmistamisprotsess on lihtne ja valmistatud kahemõõtmelisel vismuteenil on suur maht ja tsükli stabiilsus;

2. Liitiumioonakut, mis kasutab elektroodi materjalina kahemõõtmelist vismuteeni, laetakse ja tühjendatakse konstantse vooluga voolutihedusega 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Pärast 150 tsüklit säilitab see endiselt umbes 90% oma esialgsest võimsusest. Head tsükli omadused;

3. Kahemõõtmelise vismuteeni paksus on 3 nanomeetrit kuni 5 nanomeetrit. Katsed on tõestanud, et kahemõõtmelise vismuteeni mahuvõimel puudub erinevate voolutiheduste korral peaaegu igasugune ilmne sumbumine ja sellel on hea kiirus.