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氧化铋的制备

发布日期:2021/10/13 9:53:56

氧化铋是一种无机化合物,化学式为Bi2O3,是铋最重要的化合物之一,虽然三氧化二铋可以从天然的铋华(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,或直接燃烧铋(蓝色火焰)得到。

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制备

氧化铋可以通过干法或湿法制备。

干法通常是熔化铋,在反应炉中通入高压的纯氧,使之燃烧得到。或者在常温下,用铋盐和氢氧化钠在有分散剂的条件下固相反应得到。

湿法在溶液中反应,如在强碱中,Bi3+被直接转换为Bi2O3。也有文献利用两步反应得到氧化铋,如用浓度较低的NaOH溶液和Bi(NO3)3反应,先沉淀出碱式硝酸铋,洗涤沉淀,再用NaOH转化为Bi2O3;又如先用氨水和硝酸铋溶液反应,沉淀出氢氧化铋,再灼烧进而得到Bi2O3。

物理性质

氧化铋为淡黄色热色性固体,加热时变为橙色,继续加热变为红棕色,冷却时恢复颜色。它通常以α、β、γ和δ这4种晶型存在,其中α型低温稳定,在724℃转变为δ型。ε型和ω型也有报道。

化学性质

Bi2O3可溶于酸,不溶于碱。和酸反应生成铋盐:

Bi2O3 + 6 HNO3 → 2 Bi(NO3)3 + 3 H2O

Bi2O3和NaOCl反应,可以得到一种棕褐色物质,可能是Bi2O5。

Bi2O3可以被大部分还原剂还原,如C、CH4等。

一些材料上用的Bi2O3薄膜具有电致变色现象,发生的化学反应为:

Bi2O3(透明) + x Li+ + x e- ↔ LixBi2O3(暗棕色)

应用

三氧化二铋可以应用于电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料和催化剂等领域。

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