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铋的氧化机理?

浏览数量: 24     作者: 本站编辑     发布时间: 2022-10-27      来源: 本站

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三氧化二铋(氧化铋)是一种无机化合物,分子式为Bi2O3。纯品有α型、β型和δ型。α型为黄色单斜晶系结晶,相对密度8.9,熔点825 ℃,溶于酸,不溶于水和碱;β型为亮黄色至橙色,正方晶系,相对密度8.55,熔点860 ℃,溶于酸,不溶于水。容易被氢气、烃类等还原为金属铋;δ-Bi2O3 是一种特殊的材料,具有立方萤石矿型结构,其晶格中有1/4 的氧离子位置是空缺的,因而具有非常高的氧离子导电性能。氧化铋主要应用对象有电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂。氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂,纯度一般要求在99.15%以上,主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。


氧化铋 - 基本信息

CAS No.:  1304-76-3    

EINECS No.:    212-134-7

外观: 淡黄色/橙黄色重制粉末

化学式: Bi2O3

摩尔质量:465.96 g/mol


氧化铋化学性质

密度 (振实)    2.0 ~ 3.5 g/cm3

熔点 817 °C, 1090 K, 1503 °F

沸点 1,890 °C (3,430 °F; 2,160 K)

比表面积 0.9831 m2/g

热膨胀系数     5.89 (10-6/°C) at 101°C

晶型 Α & β

纯度 99.9%,99.99%

粒度 D50 1-5微米,D50 5-15微米,D50 15-25微米


氧化铋的理化性质


1.氧化铋为淡黄色粉末,加热时呈橙色,继续加热呈红棕色,冷后仍变为淡黄色。


2.不溶于水和碱,溶于酸形成铋盐,可以被C和CH4还原。


3.其熔点为824℃,沸点为1890℃。


氧化铋通常以α、β、γ和2种非化学计量相晶型存在。


4种主要晶相为:单斜相α-Bi2O3,四方相β-Bi2O3,体立方相γ-Bi2O3,面立方相δ-Bi2O3,非化学计量相为Bi2O2.33和Bi2O2.75。α和δ相分别为低温和高温稳定相,其他相为高温亚稳相。

四种晶型的相互转化关系 如下图所示:


Bi2O3

https://pic3.zhimg.com/v2-10a40ce1c2e093aa3116fd24caef070e_r.jpg

三氧化二铋α-型为黄色单斜晶系结晶,三氧化二铋相对密度为8.9,熔点825℃,三氧化二铋溶于酸,三氧化二铋不溶于水和碱。


三氧化二铋β-型为亮黄色至橙色,正方晶系。容易被氢气,烃类等还原为金属铋。


氧化铋的制备方法


1.火法制备氧化铋


金属铋(加硝酸)→溶解→过滤→浓缩→结晶→煅烧→粉碎即得氧化铋


直接火法制备氧化铋 将浓缩结晶出来的硝酸铋装罐后放入煅烧炉中在500-600度的温度下,煅烧脱硝 粉碎记得到氧化铋


火法的缺点:


火法生产能源消耗大 煅烧有大量有毒气体溢出 如不给与吸收处理会对空气造成污染。


工业上 火法生产氧化铋居多



2.湿法制备氧化铋


2Bi(NO3)3+6NaOH=Bi2O3+6NaNO3+3H2O


金属铋+硝酸→溶解→滤液+NaOH→中和→过滤

1.采用湿法生产避免了煅烧过程中对大气的污染


2.采用湿法生产省去球磨工艺 节省能源与设备投资


3.产品质量稳定并同时副产硝酸钠产品


氧化铋的应用

1.化工行业 (如化学试剂、铋盐制造等)


2.光电材料 (铋基玻璃)


3.电子行业 (电子陶瓷, 铁氧体磁芯,氧化锌电阻等)


4.涂料(汽车涂料,船底防腐涂料,电性漆和聚氨酯地板材料)


5.铋钼催化剂,钇铋催化剂,燃速催化剂


其中,电子行业是氧化铋应用最广的行业,主要用在氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料


电子级氧化铋,适用于:磁性材料,压敏电阻,电子浆料,油墨,焊材,电子元件,陶瓷电容等。


工业级氧化铋,适用于:陶瓷胚体,陶瓷颜料,烟花等。


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