Бизмут во праве прашок од обоени метали, а неговиот изглед е светло сив. Има широк спектар на намени и главно се користи за подготовка на производи од бизмут, легури на бизмут и соединенија на бизмут. Ресурсите на бизмут во Кина се на прво место во светот, а во Кина има повеќе од 70 рудници за бизмут, што ја прави Кина водечки лидер на бизмут во светот. Како безбеден „зелен метал“, бизмутот моментално не се користи само во фармацевтската индустрија, туку и широко се користи во полупроводници, суперпроводници, ретарданти на пламен, пигменти, козметика и други полиња. Се очекува да ги замени токсичните елементи како што се олово, антимон, кадмиум и жива. Покрај тоа, бизмутот е метал со најсилен дијамагнетизам. Под дејство на магнетно поле, отпорноста се зголемува, а топлинската спроводливост се намалува. Исто така, има добри изгледи за примена во термоелектрицитет и суперспроводливост.
Традиционалните методи на производство на
бизмут во праввклучуваат метод на водена магла, метод на атомизација на гас и метод на мелење со топчиња; кога методот на водена магла се атомизира и се суши во вода, бизмутот лесно се оксидира поради големата површина на бизмут во прав; Во нормални околности, контактот помеѓу бизмутот и кислородот исто така лесно предизвикува голема количина на оксидација; двата методи предизвикуваат многу нечистотии, неправилна форма на бизмут во прав и нерамномерна распределба на честичките. Методот на топчесто мелење е: вештачки чекан со бизмут инготи со нерѓосувачки челик до зрна бизмут од ¤ 10 mm или гаснење на бизмут со вода. Потоа честичките бизмут влегуваат во вакуумска средина, а топчестата мелница обложена со керамичка гума се прашкасти. Иако овој метод се меле со топка во вакуум, со помала оксидација и ниски нечистотии, тој е трудоинтензивен, одзема време, низок принос, висока цена, а честичките се груби како 120 mesh. влијае на квалитетот на производот. Пронајден патент CN201010147094.7 обезбедува метод на производство на ултрафин бизмут во прав, кој се произведува со влажен хемиски процес, со голем производствен капацитет, кратко време на контакт помеѓу целиот производствен процес и кислород, ниска стапка на оксидација, помалку нечистотии и содржина на кислород во бизмут во прав е 0<0,6, рамномерна дистрибуција на честички; големина на честички -300 mesh.
Техничката шема на овој пронајдок е како што следува:
1) Подгответе раствор на бизмут хлорид: земете го залиханиот раствор на бизмут хлорид со густина од 1,35-1,4 g/cm3, додадете закиселена чист воден раствор кој содржи 4%-6% хлороводородна киселина; односот на волуменот на закиселениот чист воден раствор и растворот на бизмут хлорид е 1:1 -2;
2) Синтеза: додадете цинк инготи чија површина е исчистена во подготвениот раствор на бизмут хлорид; започнете ја реакцијата на поместување; набљудувајте ја крајната точка на реакцијата, кога ќе стигнете до крајната точка на реакцијата, извадете ги нерастворените цинкови инготи и таложете 2-4 часа; Основата за набљудување и оценување на опишаната крајна точка на реакцијата е: во растворот што учествува во реакцијата се појавува меур;
3) Одвојување на
бизмут во прав: извлечете го супернатантот од талогот во чекор 2) и повратете го цинкот со конвенционални методи; преостанатиот таложен прашок од бизмут се промешува и се мие 5-8 пати со закиселена чист воден раствор кој содржи 4%-6% хлороводородна киселина, а потоа се мие со чиста Исплакнете го прашокот од бизмут со вода до неутралност; по брзо сушење на бизмутниот прав со центрифуга, веднаш натопете го бизмутскиот прав со апсолутен етанол, а потоа исушете го;
4) Сушење: Испратете го прашокот од бизмут обработен во чекор 3) во вакуумска машина за сушење на температура од 60±1°C за сушење за да се добие готов бизмут прашок од -300 mesh.
Според прашокот на бизмут произведен со горенаведениот процес, неговата предност е што чистотата на добиениот производ е дури 99%; големината на честичките е ултрафина, до -300 mesh, а хемискиот состав на прашокот бизмут подготвен со овој пронајдок се мери: Bi>99, Fe< 0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, други нечистотии<0,18; во исто време, поради процесот на замена на цинк ингот, хемиската реакција вклучува само растворање на цинк и врнежи од бизмут, избегнувајќи голема количина на хемикалии Недостатоците на гасот, го намалуваат загадувањето на животната средина и штетите за човечкото тело. Во споредба со претходната уметност, целиот процес на овој пронајдок е само во контакт со воздух за кратко време при сушење во центрифугата, а другите процеси имаат реакциона течност или апсолутен етанол, или вакуум и изолација на кислород, така што стапката на оксидација е мала .
апликација [2]
Постоечките технологии можат да подготвуваат нискодимензионални нано-бизмутни материјали со различни форми, бизмутни наножици, бизмутни наноцевки итн., но не постои поврзана технологија за подготовка на бизмут дводимензионален ултра тенок материјал бизмутен. Дел од причината може да биде тоа што прекурсорите на бизмут или условите за хидротермална синтеза се тешки за контролирање. Многу хексагонални материјали се составени од дводимензионални материјали наредени за да формираат макроскопска кристална структура, а хемиските врски во рамнината на дводимензионалните материјали се многу силни, а ван дер Валсовата интеракција помеѓу слоевите е многу слаба, што прави две- димензионалните материјали го надминуваат слојот со различни методи. Дводимензионалните нанолистови се добиваат со пилинг од нивните соодветни масовни материјали поради слабата сила на интеракција меѓу нив. Во оваа фаза, технологијата на користење легури со голем волуменски специфичен капацитет и стабилна циркулација како негативни електроди го достигна тесното грло. Проучена е ексфолијација на течна фаза на графен и црн фосфор. Иако фосфорот има висок капацитет, фосфорот многу лесно се оксидира во воздухот. Се плаши од кислород и вода.
Пронајдокот патент CN201710588276 обезбедува метод на подготовка на дводимензионален бизмутен и литиум-јонска батерија. Прашокот на бизмут се додава во растворувачот за соголување и ултразвучно се вибрира за однапред одредено време за да се добие мешан растворувач, а нераспарениот бизмут во прав во мешаниот растворувач се отстранува со центрифугирање за да се добие Супернатантот е добиен, а дводимензионалниот бизмутен е подготвен со пилинг во течна фаза. Процесот на подготовка беше едноставен, а подготвениот дводимензионален бизмутен имаше голем волуменски специфичен капацитет и стабилност на циклусот. За да се постигне горенаведената цел, методот на подготовка ги содржи следните чекори:
(1) Додадете бизмут во прав во растворувачот за лупење и ултразвучно вибрирајте однапред одредено време. За време на процесот на ултразвучни вибрации, бизмутниот прав делумно се лупи во снегулки под дејство на растворувачот за лупење, така што ќе се добие мешан бизмутен со ронлив облик. растворувач;
(2) центрифугирање за да се отстрани нерасчистениот бизмут во прав во мешаниот растворувач за да се добие супернатант, кој го задржува бизмутенот сличен на листот;
(3) Добиениот супернатант се подложува на центрифугално вакуумско сушење за да се добие дводимензионален бизмутен сличен на лим.
Општо земено, во споредба со претходната уметност преку горенаведените технички решенија замислени со овој пронајдок, методот на подготовка на дводимензионален бизмутен и литиум-јонската батерија обезбедени од овој пронајдок главно ги имаат следните корисни ефекти:
1. додавање прашок од бизмут во растворувачот за соголување и ултразвучно вибрирање за предодредено време за да се добие мешан растворувач, центрифугирање за да се отстрани неотстранетиот бизмут во прав во мешаниот растворувач за да се добие супернатант и подготовка на дводимензионален бизмутен со отстранување на течна фаза, процесот на подготовка е едноставен, а подготвениот дводимензионален бизмутен има висок волуменски специфичен капацитет и стабилност на циклусот;
2. Литиум-јонска батерија која користи дводимензионален бизмутен како електрода се полни и се празне со постојана струја со густина на струја од 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). По 150 циклуси, сè уште одржува околу 90% од својот почетен капацитет. Добри карактеристики на циклусот;
3. Дебелината на дводимензионалниот бизмутен е од 3 нанометри до 5 нанометри. Експериментите докажаа дека волуменскиот капацитет на дводимензионалниот бизмутен нема речиси никакво очигледно слабеење при различни густини на струјата и има добра брзина.
