[發(fā)明專利]一種摻雜了金屬離子的納米氧化鉍的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810031022.9
• 申請日: 2008-04-08
• 公開（公告）號: CN101264930A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華明;解君華;張東玖
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備摻雜金屬離子納米氧化鉍(Bi₂O₃)的方法。

背景技術(shù)

Bi₂O₃是一種重要的功能材料，主要以α(單斜晶型)、β(正方晶型)、γ(立方晶型)和δ(立方晶型)三種晶型存在。其中β-Bi₂O₃和γ-Bi₂O₃是介穩(wěn)狀態(tài)晶型。目前應(yīng)用主要集中在α和δ晶型。δ-Bi₂O₃具有非常高的氧離子導(dǎo)電性能，是一種極具潛力的電解質(zhì)材料。Bi₂O₃主要在電子陶瓷粉體材料、光電材料、高溫超導(dǎo)材料、催化劑等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。近年來，有關(guān)Bi₂O₃的新的應(yīng)用也不斷見諸報(bào)道。如西班牙巴塞羅那大學(xué)的A.Cabot等人研究發(fā)現(xiàn)采用Bi₂O₃作為固體氣敏材料，對NO有很好的選擇氣敏性。

納米Bi₂O₃的制備方法主要有沉淀法、水解法、溶膠-凝膠法、噴霧法、微乳液法等。不同制備方法得到產(chǎn)物的粒徑和形貌不同。但這些方法都存在各自的缺點(diǎn)。如采用沉淀法制備得到的Bi₂O₃粒度分布不均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，李衛(wèi)等人(中國專利1544337A)公開了一種制備納米Bi₂O₃的方法，該法采用氯氧化鉍精礦作為原料，對其進(jìn)行浸出，除雜后用氫氧化鈉溶液沉淀得到納米氧化鉍產(chǎn)品。Pati?l等人(Materials?letters，2005，59：2523-2525)通過氨水沉淀硝酸鉍溶液得到氫氧化鉍，經(jīng)過焙燒后得到納米氧化鉍。采用水解法極易生成較粗顆粒，采用溶膠-凝膠法制備的原料成本較高，采用噴霧法的實(shí)驗(yàn)條件苛刻，需要用到要求較高的實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。陳代榮等(山東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)1997，32(1)：880～93)以Bi(OR)₃(R:CH₂CH₂OCH₃，Cme₂Et)作前驅(qū)體，通過Sol-Gel法合成了Bi₂O₃多晶粉末，最后得到的氧化鉍微粉近似為球形，粒度范圍為60～120nm。采用熔融噴霧氧化法的工藝流程短、產(chǎn)品純度高、粒度細(xì)、無污染、成本低，但對設(shè)備及工藝參數(shù)要求程度較高。胡漢祥(武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(2)：100～13)采用鉍蒸氣氧化法制得了平均粒徑為33.7nm的氧化鉍粉末。微微乳液法的實(shí)驗(yàn)裝置簡單，能耗低，操作性強(qiáng)，所得的粉體單分散性、界面性和穩(wěn)定性好，與其他方法相比，粒徑易于控制，適應(yīng)面廣。但該法生產(chǎn)成本較高，需消耗大量的有機(jī)溶劑和表面活性劑。有報(bào)道用多羥基醇法制備納米Bi₂O₃，采用該法可以有效阻止顆粒的長大，經(jīng)該法制備得到的Bi₂O₃顆粒粒徑為700～90nm(Journal?of?Materials?Science?36(2001)297-299)。目前國內(nèi)外有關(guān)超細(xì)Bi₂O₃的研究有一些報(bào)道，但有關(guān)單一納米Bi₂O₃的研究還相對有限，其制備方法也是一個研究的熱點(diǎn)。

Bi₂O₃在催化劑領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如鉍鉬鈦混合氧化物，是用于氧化反應(yīng)的一種效果好而又經(jīng)濟(jì)的催化材料，在工業(yè)應(yīng)用中可作為丙烯氧化為丙烯醛、從丙烯制備丙烯腈、丁烯氧化脫氫制備丁二烯、丁二烯氧化為呋喃等過程的催化劑，而摻雜了氧化釔的氧化鉍，可用于甲烷轉(zhuǎn)變?yōu)橐彝榛蛞蚁┑难趸詈戏磻?yīng)中。作為一種燃素催化劑，氧化鉍具有毒性低，煙霧少的生態(tài)安全材料，正在逐步取代氧化鉛，成為固體推進(jìn)劑中的重要催化劑。