氧化铋的合成方法及市场发展概况的可行性研究

第一节 氧化铋的简介

市售品为黄色的粉末，不溶于水，可溶于酸。可被碳和氢气还原。由硝酸铋加热分解制得。用于制金属铋、催化剂及铋系氧化物超导体。（可行性研究）

第二节 氧化铋的合成方法

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.将碱式硝酸铋在400～500℃灼烧，除尽NO3-离子约(3～4h) ：

2BiONO3=Bi2O3+NO+NO2+O2

灼烧结束，冷却后全部转变为柠檬黄色，即为成品。

6.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。

第三节 氧化铋市场发展概况

我国近年来铋的年产量均为2000 多吨，占世界总产量的三分之一以上，其中60% 以初级铋锭的形式出口，迫切需要提高产品附加值。

氧化铋是一种先进的功能粉体材料，可用作燃速催化剂、防辐射材料、电子功能材料、光学材料、医用复合材料、光催化剂等材料。

染料废水是工业废水的重要组成部分之一，中国是染织大国，染料废水排放量巨大，其中含有的芳香类化合物、偶氮、重金属等成分对生物体有毒害作用。由于其高色度、高COD 以及可生物降解性差等特性，使其处理成本高，处理效果较差。因此，选用高效节能的污水处理方法来处理染料废水是目前的研究方向。光催化技术就是一种先进的高级氧化技术，由于它可以受光能激发产生具有强氧化性的活性物质，因此具有能利用太阳能这一清洁能源的优势。氧化铋作为一种新型的光催化剂，通过光催化改性，可利用太阳能进行污水的治理。

近年来，随着经济的迅猛发展，人们对生活质量要求的提高，大量建筑材料和装潢材料造成了室内空气的污染。常见的室内污染物有甲苯、氨、甲醛等挥发性气体，固体颗粒物质以及微生物污染物等。这些污染物对人体健康造成极大的威胁，尤其是挥发性气体，长期吸入会对人体的呼吸系统、心血管系统及神经系统有严重的损害，因此解决室内环境问题就显得尤为迫切。

光催化技术是一项新兴技术，它可以利用包括太阳光在内的各种紫外光，在室温条件下将各种挥发性气体予以光催化降，将微生物灭活等，从根本上减少了室内污染物对人体的危害。我们应该充分利用我国铋资源储量优势, 进一步加大氧化铋应用的研究力度, 不断开发其新的应用领域。

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