氧化铋是用来做什么的？

一、 氧化铋 – 简介

氧化铋由于在不同温度下灼烧，可产生三种变体。α-体：黄色重的粉状或单斜系晶体，熔点 820℃，相对密度8.9，折光率1.91。860℃时转变为γ-体。β-体：灰黑色立方系晶体，相对密度8.20，在704℃时即转变为α-体。γ-体：重的淡柠檬黄色粉状物，属正方晶系，熔 点860℃，相对密度8.55，熔融时变为黄褐色，冷却仍为黄色，强烈红热下即熔解，冷却后凝为结晶团状物。三者均不溶于水，可溶于乙醇、强酸。制法：灼烧碳酸铋或碱式 硝酸铋直到恒重，将温度保持在704℃时得α、β-体，保持 820℃以上时得γ-体。

二、 氧化铋 – 生产方法

向硝酸铋溶液(80～90℃)中滴加不含二氧化碳的氢氧化钠水溶液，使其混合。溶液在沉淀过程中保持碱性，生成白色、体积膨Chemicalbook胀的氧化铋水合物Bi(OH)3沉淀，将此溶液加热，短时搅拌就脱水变为黄色三氧化二铋。经水倾析洗涤，过滤，干燥，制得氧化铋成品。

三、 氧化铋 – 应用

氧化铋作为一种先进粉体材料，除了在电子陶瓷粉体材料，电解质材料，光电材料，高温超导材料，催化剂等方面应用以外，在其他方面，如在核废物吸收材料;显像管荫罩涂层，无毒烟花等方面都有良好的应用前景。随着氧化铋应用研究的不断深入和人们绿色环保意识的不断加强，氧化铋的应用将更为广阔。

1．电子陶瓷粉体材料

电子陶瓷领域是氧化铋应用的一个成熟而又充满活力的市场，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99.5%以上，主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料类。在电子陶瓷的开发方面，美国走在世界前列，，而日本靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60%的份额，我国电子陶瓷市场容量正以每年30%的速度发展，必将带动氧化铋的需求以同样速度增长，随着纳米氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高，将推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。

氧化铋在氧化锌压敏电阻中主要起液相助烧剂和压敏效应形成剂的作用，是氧化锌压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者，巴西的研究者采用燃烧法制备了ZnO2 Bi2O3混合粉末以实现均匀化目标，在压敏电阻应用方面表现出了良好的性能，中南大学的研究人员制备出了平均粒径为10nm的纳米氧化铋，其在氧化锌压敏电阻中的应用机理、对均匀化制造技术的贡献和对压敏电阻性能的改善正在研究之中，氧化铋能有效提高陶瓷电容介电常数，降低介电损耗，改善烧结条件，如在钛酸锶陶瓷中，Bi2O3的加入量是SrTiO3和TiO2相形成的关键条件因素，加入BiO2的SrBiTi4015经机械活化后,可获得50-100nm的粒子，在室温下稳定，烧结后致密度达98%，介电常数为2770，介电损耗为0.08，氧化铋掺杂的铁氧体磁性材料有良好的烧结和磁性质，如氧化秘加入到NiZnCu系铁氧体中，在850℃就可烧结成初始磁导率大于250，在10MHz下磁导率大于300，密度为46g/cm3的磁体。

2．电解质材料

SBi2O3是一种特殊的材料，具有立方黄石矿型结构，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，在熔点附近，电导率约为0.1s/cm，是用于固体氧化物燃料电池或氧传感器的一种极且潜力的电解质材料，其比现有锆系电解质材料，如YSZ，在相同温度下的导电性能高1-2个数量级，若能在固体燃料电池中取代YSZ，对提高电池效率和寿命，节省电池用料和简化电池制作，具有极其重要的意义。

3．光电材料

氧化铋基玻璃由于具备非常优良的光学性能，如高的折射率、红外传输和非线性光学性，因而在光电装置，光纤传输等的材料应用方面具有非常大的吸引力，在此类材料中，氧化铋作为添加物，用量非常大，是氧化铋的的重要应用方向之一，Bi2O3-B2O3-Si2O3系玻璃具有不到150fs的超高速反应，可用于光切换和宽频放大，添加铯的铋系玻璃，如63.3Bi2O3-32.6B2O3-41Si2O3-0.24CeO2,性能更加优异，其氧化铋的含量高达63.3%，占玻璃重量的92%，硅酸铋和锗酸铋都是非常好的光折射材料，锗酸铋因其优良的压电性、光电导性而应用于全息舌音储存，相共轭、二维交换，实时干涉量度学等材料中，硼酸铋晶体具有相当大的非线性光学系数，而光损伤阈值很高，能与高光学质量的LBO相媲美，该晶体相匹配方向透光范围宽,完全不潮解,是一种很有应用潜力的新材料。

4．高温超导材料

氧化铋在铋系超导材料原料粉中的含量接近30%，纯度为99.99%。随着Bi-Sr-Ca-Cu-O系高温超导材料的制备技术取得重大突破，高温超导线材很快形成产业化生产能力，促进了氧化铋的应用。当前研究的重点集中在工程临界电流密度的提高、机械性能的改善、交流损耗的降低和成本的降低等方面。

5．催化剂

氧化铋在催化剂方面的应用，主要有三类:

一类是钼铋催化剂，如溶胶凝胶法制得的铋钼钛混合氧化物，比表面积为32-67m2/a,是用于氧化反应的一种效果好而又经济的催化材料，在工业应用中可作为丙烯氧化为丙烯醛，从丙烯制备丙烯腈，丁烯氧化,脱气制备丁二烯，丁二烯氧化为呋喃等过程的催化剂;

二类是钇铋催化剂,掺杂了氧化钇的氧化铋材料,是一种非常有吸引力的催化剂，可用于甲烷转变为乙烷或乙烯的氧化耦合反应中。如BY25，掺杂了25%氧化钇的氧化铋，铋目前应用于甲烷氧化耦合反应的催化剂(如LiMgO)效率高15倍，而且可循环使用18次之多;

三类是燃速催化剂，氧化铋正在逐步取代氧化铅，成为固体推进剂中重要的催化剂。因为氧化铅有毒，对工作人员和环境有着直接或者间接的危害，另外由于其在发动机排气中产生的烟雾，对制导不利，而氧化铋正是一种毒性低，烟雾少的生态安全材料，前苏联就已成功应用氧化铋取代氧化铅作为燃速催化剂。目前，纳米氧化铋在提高推进剂的燃速，降低压强指数等方面的作用正在研究之中。