三氧化铋

三氧化铋外观为淡黄色粉末，加热时呈橙色，继续加热变为红棕色。其密度随晶型而改变：立方晶体为8.9 g·cm-3；正方晶体为8.55 g·cm-3；单斜晶体为8.2 g·cm-3，Bi2O3在860 ℃时熔化，沸点为1890 ℃，不溶于碱，但溶于酸形成铋盐，易被C和CH4还原。虽然Bi2O3可以从天然的铋华(一种矿物)取得，但是它主要的来源通常是炼铜或铅时的副产物。

三氧化铋总共有6种同素异形体，即：α、β、γ、δ、ε和ω共6种晶型，但通常状况下主要以 α、β、γ、和δ 4种晶型存在。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。α-Bi2O3是低温稳定晶相，其能隙为2.85 eV，可以通过低温直接合成，也可以通过β、γ和δ-Bi2O3降温得到。α-Bi2O3加热到724 ℃左右转化成δ-Bi2O3，该晶型的稳定状态一直持续到860 ℃，继续升温，氧化秘熔融。δ-Bi2O3是高温稳定相，具有带缺陷的氟化钙型结构其中的氧空缺呈不规则分布。由于其中的氧离子有高的流动性，很种相态表现出很高的离子导电性。参入氧离子数相同且具有相同晶相氧化物能使δ-Bi2O3冷却至室温仍稳定。熔融的氧化铋缓慢冷却得到δ-Bi2O3，继续冷却得到四方β-Bi2O3和体心立方的γ-Bi2O3两种亚稳定相。

三氧化铋作为一种电子功能材料，除广泛用于压敏电阻，氧化镑避雷针器，彩色显象管，电容器等电子工业产品的制造；还应用于各种磁性材料，电解质材料，无机颜料，高折光玻璃，核工程用玻璃，防辐射材料等。此外，它也是一种重要的催化材料，用作燃速催化剂和光催化降解材料，实验证明，纳米Bi2O3（VK-Bi50） 在低压段对推进剂燃速的提高要优于纳米PbO， 并且具有降低推进剂压强指数的作用；在α-Bi2O3，存在条件下，可见光照射2小时4-氯苯酚降解率达95%，其催化性能高于同条件下的碳掺杂TiO2。α-Bi2O3，β-Bi2O3，δ-Bi2O3光催化甲基橙及4-氯苯酚降解效率远高于氮掺杂TiO2。此外，它还可用于制备铋盐。

三氧化铋可通过以下途径合成：
（1）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。
（2）在氮气气氛下，向溶解于1mol/L硝酸的0.1mol/L硝酸铋溶液中(在80～90℃)滴加不含二氧化碳的1.5mol/L氢氧化钠水溶液，使它们混合。溶液在沉淀过程中保持碱性。虽然生成白色、体积膨胀的氧化铋水合物Bi(OH)3沉淀，但在热溶液中搅拌一会，就脱水变为浅黄色三氧化二铋。用不含空气和二氧化碳的水倾析洗涤15次，经过滤后干燥之。
（3）将金属铋装入石墨坩埚熔融之后，在氧气流下，石墨电极和金属液面之间形成电弧而加热氧化。要保证充分供给氧气，坩埚要放到大的容器里，连续地通入氧气。反应温度为750～800℃，迅速生成纯度为99.8%以上的β-三氧化二铋。生成物在水里或冷的金属板上骤冷之后，就可以得到高温相β-型产品。
（4）缓慢将Bi(NO3)3·5H2O酸性溶液(20g溶于2mol/L HNO3中)缓慢加入到过量碳酸钠溶液中，剧烈搅拌。得到Bi2O3CO3沉淀，过滤，洗涤，干燥。将其置于铝舟中，在空气中，于650K下加热约1.5h，得到β-Bi2O3。
（5）用 少 量 稀 硝 酸 洗16kg99.9%的工业铋表面，再用电导水洗去表面硝酸。然后加入1:1的高纯硝酸 （35kg相对密度为1.42的硝酸加20L电导水），用1 犺加毕，加完后继续反应10min。稍冷后过滤，滤液加热至65～70℃，蒸发浓缩至相对密度为1.9，冷却结晶，甩干，得硝酸铋。将所得硝酸铋用电导水溶解成稀溶液，搅拌下进行水解，静置使碱式硝酸铋完全沉淀，沉淀用离心机甩干或抽滤，然后用热电导水洗涤数次，抽滤后干燥，粉碎，于500℃灼烧7～8h ，稍冷后研碎，再灼烧4～5h，冷却后即得99.99%的高纯氧化铋。

保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方，确保工作间有良好的通风或排气装置。