Vismut pulverer et pulver av ikke-jernholdige metaller, og utseendet er lysegrå. Den har et bredt spekter av bruksområder og brukes hovedsakelig til å tilberede vismutprodukter, vismutlegeringer og vismutforbindelser. Kinas vismutressurser rangerer først i verden, og det er mer enn 70 vismutgruver i Kina, noe som gjør Kina til verdens ledende vismutleder. Som et trygt "grønt metall" er vismut foreløpig ikke bare brukt i farmasøytisk industri, men også mye brukt i halvledere, superledere, flammehemmere, pigmenter, kosmetikk og andre felt. Det forventes å erstatte giftige elementer som bly, antimon, kadmium og kvikksølv. I tillegg er vismut et metall med den sterkeste diamagnetismen. Under påvirkning av et magnetfelt øker resistiviteten og den termiske ledningsevnen avtar. Den har også gode bruksmuligheter innen termoelektrisitet og superledning.
De tradisjonelle produksjonsmetodene
vismutpulverinkluderer vanntåkemetoden, gassforstøvningsmetoden og kulefresemetoden; når vanntåkemetoden forstøves og tørkes i vann, oksideres vismut lett på grunn av det store overflatearealet av vismutpulver; Under normale omstendigheter er kontakten mellom vismut og oksygen også lett å forårsake en stor mengde oksidasjon; begge metodene forårsaker mange urenheter, uregelmessig form på vismutpulver og ujevn partikkelfordeling. Kulefresemetoden er: hammer kunstig vismutblokker med rustfritt stål til vismutkorn på â¤10 mm, eller bråkjøl vismut med vann. Deretter går vismutpartiklene inn i et vakuummiljø, og kulemøllen foret med keramisk gummi pulveriseres. Selv om denne metoden er kulemalt i vakuum, med mindre oksidasjon og lite urenheter, er den arbeidskrevende, tidkrevende, lavt utbytte, høy kostnad, og partiklene er så grove som 120 mesh. påvirke produktkvaliteten. Oppfinnelsespatent CN201010147094.7 gir en produksjonsmetode for ultrafint vismutpulver, som produseres ved våtkjemisk prosess, med stor produksjonskapasitet, kort kontakttid mellom hele produksjonsprosessen og oksygen, lav oksidasjonshastighet, mindre urenheter og oksygeninnholdet i vismutpulver er 0<0,6, jevn partikkelfordeling; partikkelstørrelse -300 mesh.
Teknisk skjema for den foreliggende oppfinnelse er som følger:
1) Forbered vismutkloridløsning: få vismutkloridstamløsningen med en tetthet på 1,35-1,4g/cm3, tilsett surgjort ren vandig løsning som inneholder 4%-6% saltsyre; volumforholdet mellom surgjort ren vandig løsning og vismutkloridstamløsning er 1:1 -2;
2) Syntese: tilsett sinkblokker hvis overflate er renset til den forberedte vismutkloridløsningen; start fortrengningsreaksjonen; observer endepunktet for reaksjonen, når du når endepunktet av reaksjonen, ta ut de uoppløste sinkblokkene og fell ut i 2-4 timer; Observasjons- og bedømmelsesgrunnlaget for det beskrevne reaksjonsendepunktet er: det er en boble som skal dukke opp i løsningen som deltar i reaksjonen;
3) Separasjon av
vismutpulver: ekstraher supernatanten av bunnfallet i trinn 2) og gjenvinn sink ved konvensjonelle metoder; det gjenværende utfelte vismutpulveret omrøres og vaskes 5-8 ganger med en surgjort ren vandig løsning inneholdende 4%-6% saltsyre, og vaskes deretter med ren. Skyll vismutpulveret med vann til nøytralitet; etter å ha tørket vismutpulveret raskt med en sentrifuge, sug vismutpulveret umiddelbart med absolutt etanol, og tørk det deretter;
4) Tørking: Send vismutpulveret behandlet i trinn 3) til en vakuumtørker ved en temperatur på 60±1°C for tørking for å oppnå et ferdig vismutpulver på -300 mesh.
I henhold til vismutpulveret produsert ved den ovennevnte prosessen, er fordelen at renheten til det oppnådde produktet er så høy som 99%; partikkelstørrelsen er ultrafin, opptil -300 mesh, og den kjemiske sammensetningen av vismutpulveret fremstilt ved foreliggende oppfinnelse er målt: Bi>99, Fe<0,1, O<0,5, BiO<0,1, Cr<0,01, Cu< 0,01, Si<0,02, andre urenheter <0,18; på samme tid, på grunn av sink ingot-erstatningsprosessen, involverer den kjemiske reaksjonen bare sinkoppløsning og vismututfelling, og unngår en stor mengde kjemisk. Ulempene med gass, reduserer forurensning av miljøet og skader på menneskekroppen. Sammenlignet med kjent teknikk, er hele prosessen ifølge foreliggende oppfinnelse kun i kontakt med luft i kort tid i sentrifuge-tørkingen, og andre prosesser har reaksjonsvæske eller absolutt etanol, eller vakuum- og oksygenisolering, så oksidasjonshastigheten er lav .
søknad [2]
Eksisterende teknologier kan tilberede lavdimensjonale nano-vismutmaterialer med forskjellige former, vismut nanotråder, vismut nanorør, etc., men det er ingen relatert forberedelsesteknologi for vismut todimensjonalt ultratynt materiale vismut. Noe av årsaken kan være at vismutforløpere eller hydrotermiske synteseforhold er vanskelige å kontrollere. Mange sekskantede materialer er sammensatt av todimensjonale materialer stablet for å danne en makroskopisk krystallstruktur, og de kjemiske bindingene i planet til todimensjonale materialer er veldig sterke, og van der Waals-samspillet mellom lagene er veldig svakt, noe som gjør to- dimensjonale materialer overvinner lag ved forskjellige metoder. Todimensjonale nanoark oppnås ved å eksfoliere fra deres tilsvarende bulkmaterialer på grunn av den svake interaksjonskraften mellom dem. På dette stadiet har teknologien med å bruke legeringer med høy volumspesifikk kapasitet og stabil sirkulasjon som negative elektroder nådd flaskehalsen. Flytende fase eksfoliering av grafen og svart fosfor har blitt studert. Selv om fosforen har høy kapasitet, er fosforen veldig lett å oksidere i luften. Redd for oksygen og vann.
Oppfinnelsespatent CN201710588276 gir en fremstillingsmetode for todimensjonal vismuten og et litiumionbatteri. Vismutpulver tilsettes til strippeløsningsmidlet og ultralydvibreres i en forhåndsbestemt tid for å oppnå et blandet løsningsmiddel, og det ikke-strippede vismutpulveret i det blandede løsningsmidlet fjernes ved sentrifugering for å oppnå supernatanten, og den todimensjonale vismuten ble fremstilt av flytende fase peeling. Forberedelsesprosessen var enkel, og det tilberedte todimensjonale vismutenet hadde høy volumspesifikk kapasitet og syklusstabilitet. For å oppnå formålet ovenfor, omfatter forberedelsesmetoden følgende trinn:
(1) Tilsett vismutpulver i peeling-løsningsmidlet og vibrer ultralyd i en forhåndsbestemt tid. Under ultralydvibrasjonsprosessen blir vismutpulveret delvis skrellet til flak under påvirkning av peeling-løsningsmidlet, for å oppnå en blandet vismuten med flassende form. løsemiddel;
(2) sentrifugering for å fjerne det ikke-strippede vismutpulveret i det blandede løsningsmiddelet for å oppnå en supernatant som beholder det arklignende vismuten;
(3) Den oppnådde supernatanten utsettes for sentrifugalvakuumtørking for å oppnå arklignende todimensjonalt vismuten.
Generelt sett, sammenlignet med kjent teknikk gjennom de ovennevnte tekniske løsningene unnfanget av den foreliggende oppfinnelsen, har fremstillingsmetoden for todimensjonal vismuten og litiumionebatteriet tilveiebrakt av den foreliggende oppfinnelse hovedsakelig følgende fordelaktige effekter:
1. tilsetning av vismutpulver i strippeløsningsmidlet og ultralydvibrering i en forhåndsbestemt tid for å oppnå et blandet løsningsmiddel, sentrifugering for å fjerne det ikke-strippede vismutpulveret i det blandede løsningsmidlet for å oppnå en supernatant, og klargjøring av todimensjonal vismuten ved væskefasestripping. forberedelsesprosessen er enkel, og den tilberedte todimensjonale vismuten har høy volumspesifikk kapasitet og syklusstabilitet;
2. Et litiumionbatteri som bruker todimensjonalt vismuten som elektrodemateriale lades og utlades med en konstant strøm ved en strømtetthet på 0,5C (1883mA/cm3, 190mA/g). Etter 150 sykluser opprettholder den fortsatt omtrent 90 % av den opprinnelige kapasiteten. Gode syklusegenskaper;
3. Tykkelsen på todimensjonal vismuten er 3 nanometer til 5 nanometer. Eksperimenter har vist at volumkapasiteten til todimensjonal vismuten nesten ikke har noen åpenbar dempning under forskjellige strømtettheter, og har god hastighetsytelse.
