氧化鉍物理性質(zhì)及合成方法

時間：2020-01-05

作者：長沙天久金屬材料有限公司

三氧化二鉍純品有α型和β型。α型為黃色單斜晶系結(jié)晶，相對密度8.9，熔點825 ℃，溶于酸，不溶于水和堿。β型為亮黃色至橙色，正方晶系，相對密度8.55，熔點860 ℃，溶于酸，不溶于水。容易被氫氣、烴類等還原為金屬鉍。

物理性質(zhì)：

化學式：Bi2O3

分子量：465.96

性狀：黃色重質(zhì)粉末或單斜結(jié)晶。無氣味。在空氣中穩(wěn)定。

密度（g/mL，25/4℃）：8.9

熔點（oC）：825

沸點（oC,常壓）：1890

閃點（oC）：1890

溶解性：溶于鹽酸和硝酸，不溶于水。加熱變?yōu)楹旨t色，冷后仍變?yōu)辄S色.

合成方法：

1.向硝酸鉍溶液(80～90 ℃)中滴加不含二氧化碳的**水溶液，使其混合。溶液在沉淀過程中保持堿性，生成白色、體積膨脹的氧化鉍水合物Bi(OH)3沉淀，將此溶液加熱，短時攪拌就脫水變?yōu)辄S色三氧化二鉍。經(jīng)水傾析洗滌，過濾，干燥，制得氧化鉍成品。

2.在氮氣氣氛下，向溶解于1mol/L硝酸的0.1mol/L硝酸鉍溶液中(在80～90℃)滴加不含二氧化碳的1.5mol/L**水溶液，使它們混合。溶液在沉淀過程中保持堿性。雖然生成白色、體積膨脹的氧化鉍水合物Bi(OH)3沉淀，但在熱溶液中攪拌一會，就脫水變?yōu)闇\黃色三氧化二鉍。用不含空氣和二氧化碳的水傾析洗滌15次，經(jīng)過濾后干燥之。

3.將金屬鉍裝入石墨坩堝熔融之后，在氧氣流下，石墨電極和金屬液面之間形成電弧而加熱氧化。要保證充分供給氧氣，坩堝要放到大的容器里，連續(xù)地通入氧氣。反應溫度為750～800℃，迅速生成純度為99.8%以上的β-三氧化二鉍。生成物在水里或冷的金屬板上驟冷之后，就可以得到高溫相β-型產(chǎn)品。

4.緩慢將Bi(NO3)3·5H2O酸性溶液(20g溶于2mol/L HNO3中)緩慢加入到過量碳酸鈉溶液中，劇烈攪拌。得到Bi2O3CO3沉淀，過濾，洗滌，干燥。將其置于鋁舟中，在空氣中，于650K下加熱約1.5h，得到β-Bi2O3

5.將堿式硝酸鉍在400～500℃灼燒，除盡NO3-離子約(3～4h) ：

2BiONO3=Bi2O3+NO+NO2+O2

灼燒結(jié)束，冷卻后全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄幟庶S色，即為成品。

6.用少量稀硝酸洗16kg99.9%的工業(yè)鉍表面，再用電導水洗去表面硝酸。然后加入1:1的高純硝酸（35kg相對密度為1.42的硝酸加20L電導水），用1 犺加畢，加完后繼續(xù)反應10min。稍冷后過濾，濾液加熱至65～70℃，蒸發(fā)濃縮至相對密度為1.9，冷卻結(jié)晶，甩干，得硝酸鉍。將所得硝酸鉍用電導水溶解成稀溶液，攪拌下進行水解，靜置使堿式硝酸鉍完全沉淀，沉淀用離心機甩干或抽濾，然后用熱電導水洗滌數(shù)次，抽濾后干燥，粉碎，于500℃灼燒7～8h ，稍冷后研碎，再灼燒4～5h，冷卻后即得**的高純氧化鉍。

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