由氯氧化铋直接制备纳米氧化铋.pdfVIP

第58卷第3期 有 色 金 属 V01．58．No．3 2 00 6年8月 NonferrousMetals 2 00 6 August 由氯氧化铋直接制备纳米氧化铋 吴文伟，赖水彬，姜求宇，廖 森，苏云峰，伍朝广 (广西大学化学化工学院，南宁 530004) 摘 要：研究由氯氧化铋直接制备纳米氧化铋新工艺。氯氧化铋经碳酸氢铵一氨水二次脱氯转型后得到氧化铋前驱体碳酸 氧铋，烘干后热解得氧化铋产品，平均粒径约40nm，含氯仅为0．62％。增大碳酸氢铵浓度、适当提高溶液的pH值及转化液的温度 均有利于氯的脱除，在pH=9，温度为50℃下进行二次脱氯效果最佳，而530℃下煅烧2．5h则有利于得到细颗粒的产品。与传统 的硝酸盐体系比较，新工艺不仅消除了NO，的污染，而且易获得纯度高的产品，具有良好的推广应用前景。 关键词：无机非金属材料；氧化铋；湿法冶金；氯氧化铋；纳米 中图分类号：TB383；TB321；TQl35．32文献标识码：A 文章编号：1001—021l(2006)03—0042—05 氧化铋是一种淡黄色、低毒性的绿色金属氧化 化铋粉末哺J。 物，由于具有独特的物理化学性质，被广泛应用于各 前驱体热解法是制备氧化铋的一种新方法，已 个领域。在电子陶瓷领域，纯度达99．50％以上的成功应用到由粗铋奁接制备高纯氧化铋中L9J。由 氧化铋被作为添加剂应用于氧化锌压敏电阻、陶瓷 于氯盐体系溶解精铋造液、碳酸盐转型脱氯既可消 电容、铁氧体磁性材料中L1j。由于艿晶型的氧化铋 除传统硝酸溶解精铋时产生的NO。污染，又易得到 具有立方莹石矿结构，其晶格中有1／4的氧离子位 高纯、超细氧化铋产品，已引起关注【10]。该法是将 置是空缺的，因而具有非常高的氧离子导电性 氯化铋溶液在搅拌下加到碳酸盐中进行转型脱氯 能[2|，是固体氧化物燃料电池或氧传感器的一种极 的，由于为液一液间的沉淀反应，因此反应较易进行， 具潜力的电解质材料。此外，氧化铋在光电材 脱氯率较高。 料[3f、高温超导材料[4I、有机合成催化剂[5】方面也 氯氧化铋是一种白色的难溶于水的铋化合物， 得到十分广泛的应用。 是电解锡、电解铜、电解铅等阳极泥和某些铋精矿氯 氧化铋是铋金属的主要应用形式之一，其价格 化湿法回收工艺中得到的铋中间产品【1卜12J，过去 已由20世纪90年代初的2。3～3美元／磅，涨到近主要经火法还原熔炼成精铋后再用来制备铋的化合 几年的3～4美元／磅MJ。传统制备氧化铋的方法有 物，但工艺复杂、生产成本高、铋回收率低。因此，直 火法和湿法一J，火法是将硝酸溶解精铋得到的硝酸 接从氯氧化铋制备氧化铋将克服这些缺点。由氯氧 铋溶液先浓缩结晶，然后将干燥的硝酸铋晶体煅烧， 化铋制备氧化铋的关键是脱氯，而液相转型法是最 即得氧化铋产品，湿法则是将硝酸溶解精铋得到的 有效的方法。虽然氯氧化铋沉淀也可先用一定浓度 硝酸铋溶液在搅拌下缓缓加入到30％的热浓 的盐酸溶液溶解后再按上述方法转型脱氯，但由于 NaOH溶液中，使铋离子在浓碱条件下转化为氧化铋离子极易水解，必须维持较高的盐酸浓度，这势必 铋，再将氧化铋过滤并干燥即得产品。火法的缺点 增加盐酸及沉淀剂碳酸盐的消耗。因此，将氯氧化 是煅烧硝酸铋晶体时产生污染环境的NO，，而液相 铋直接转型脱氯制备氧化铋更有意义。据报道，氢 氧化钠是有效的脱氯剂，氯氧化铋经二次碱液脱氯 法则必须维持反应终点的NaOH浓度不小于5M， 以免生成白色絮状氢氧化铋胶状物，不利于沉淀的 后，可直接得到含氯低于0．001％的氧化铋产