三氧化二鉍

三氧化二鉍

三氧化二鉍(氧化鉍)純品有α型、β型和δ型。α型為黃色單斜晶繫結晶,相對密度8.9,熔點825 ℃,溶於酸,不溶於水和鹼。β型為亮黃色至橙色,正方晶系,相對密度8.55,熔點860 ℃,溶於酸,不溶於水。容易被氫氣、烴類等還原為金屬鉍。δ-Bi2O3 是一種特殊的材料,具有立方螢石礦型結構,其晶格中有1/4 的氧離子位置是空缺的,因而具有非常高的氧離子導電性能。氧化鉍主要套用對象有電子陶瓷粉體材料、電解質材料、光電材料、高溫超導材料、催化劑。氧化鉍作為電子陶瓷粉體材料中的重要添加劑,純度一般要求在99.15%以上,主要套用對象有氧化鋅壓敏電阻、陶瓷電容、鐵氧體磁性材料三類。

基本介紹

  • 中文名:三氧化二鉍
  • 英文名:bismuth trioxide
  • 別稱:氧化鉍
  • 化學式: Bi2O3
  • 分子量:465.96
  • CAS登錄號:1304-76-3
  • EINECS登錄號:215-134-7
  • 熔點:825ºC
  • 沸點:1890(ºC,常壓)
  • 水溶性:不溶於水
  • 密度:8.9 (g/mL,25/4℃、α型)
  • 閃點:1890 (ºC)
  • 套用:電子陶瓷粉體材料、電解質材料、光電材料、高溫超導材料、催化劑
  • 危險性符號S26 S36/S37
簡介,物化性質,毒理學數據,生態學數據,分子結構數據,計算化學數據,貯存方法,合成方法,用途,

簡介

三氧化二鉍純品有α型和β型。α型為黃色單斜晶繫結晶,相對密度8.9,熔點825 ℃,溶於酸,不溶於水和鹼。β型為亮黃色至橙色,正方晶系,相對密度8.55,熔點860 ℃,溶於酸,不溶於水。容易被氫氣、烴類等還原為金屬鉍。

物化性質

化學式:Bi2O3
分子量:465.96
性狀:黃色重質粉末或單斜結晶。無氣味。在空氣中穩定。
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:溶於鹽酸和硝酸,不溶於水。加熱變為褐紅色,冷後仍變為黃色。

毒理學數據

急性毒性:大鼠口經LD50:5gm/kg;小鼠口經LD50:10gm/kg

生態學數據

通常來說對水是無害的,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境。

分子結構數據

單一同位素質量:256.965692 Da
標稱質量:257 Da
平均質量:256.9791 Da

計算化學數據

1、 氫鍵供體數量:0
2、 氫鍵受體數量:3
3、 可旋轉化學鍵數量:0
4、 拓撲分子極性表面積(TPSA):3
5、 重原子數量:5
6、 表面電荷:0
7、 複雜度:0
8、 同位素原子數量:0
9、 確定原子立構中心數量:0
10、 不確定原子立構中心數量:0
11、 確定化學鍵立構中心數量:0
12、 不確定化學鍵立構中心數量:0
13、 共價鍵單元數量:5

貯存方法

保持貯藏器密封、儲存在陰涼、乾燥的地方,確保工作間有良好的通風或排氣裝置。

合成方法

1.向硝酸鉍溶液(80~90 ℃)中滴加不含二氧化碳的氫氧化鈉水溶液,使其混合。溶液在沉澱過程中保持鹼性,生成白色、體積膨脹的氧化鉍水合物Bi(OH)3沉澱,將此溶液加熱,短時攪拌就脫水變為黃色三氧化二鉍。經水傾析洗滌,過濾,乾燥,製得氧化鉍成品。
2.在氮氣氣氛下,向溶解於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氫氧化鈉水溶液,使它們混合。溶液在沉澱過程中保持鹼性。雖然生成白色、體積膨脹的氧化鉍水合物Bi(OH)3沉澱,但在熱溶液中攪拌一會,就脫水變為淺黃色三氧化二鉍。用不含空氣和二氧化碳的水傾析洗滌15次,經過濾後乾燥之。
3.將金屬鉍裝入石墨坩堝熔融之後,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。生成物在水裡或冷的金屬板上驟冷之後,就可以得到高溫相β-型產品。
4.緩慢將Bi(NO3)3·5H2O酸性溶液(20g溶於2mol/L HNO3中)緩慢加入到過量碳酸鈉溶液中,劇烈攪拌。得到Bi2O3CO3沉澱,過濾,洗滌,乾燥。將其置於鋁舟中,在空氣中,於650K下加熱約1.5h,得到β-Bi2O3
5.將鹼式硝酸鉍在400~500℃灼燒,除盡NO3-離子約(3~4h) :
2BiONO3=Bi2O3+NO+NO2+O2
灼燒結束,冷卻後全部轉變為檸檬黃色,即為成品。
6.用 少 量 稀 硝 酸 洗16kg99.9%的工業鉍表面,再用電導水洗去表面硝酸。然後加入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,加完後繼續反應10min。稍冷後過濾,濾液加熱至65~70℃,蒸發濃縮至相對密度為1.9,冷卻結晶,甩乾,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,靜置使鹼式硝酸鉍完全沉澱,沉澱用離心機甩乾或抽濾,然後用熱電導水洗滌數次,抽濾後乾燥,粉碎,於500℃灼燒7~8h ,稍冷後研碎,再灼燒4~5h,冷卻後即得99.99%的高純氧化鉍。

用途

用於製備鉍鹽;用作電子陶瓷粉體材料、電解質材料、光電材料、高溫超導材料、催化劑。氧化鉍作為電子陶瓷粉體材料中的重要添加劑,純度一般要求在99.15%以上,主要套用對象有氧化鋅壓敏電阻、陶瓷電容、鐵氧體磁性材料三類;以及釉藥橡膠配合劑、醫藥、紅色玻璃配合劑等方面。

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