Elementos de tierras rarasellos mismos tienen estructuras electrónicas ricas y exhiben muchas propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas. Después de la nanomaterialización de tierras raras, exhibe muchas características, como un efecto de tamaño pequeño, un alto efecto de superficie específico, efecto cuántico, propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, superconductividad, alta actividad química, etc., lo que puede mejorar en gran medida el rendimiento y la función de los materiales y desarrollar muchos materiales nuevos. Reproducirá un papel importante en los campos de alta tecnología, como materiales ópticos, materiales emisores de luz, materiales de cristal, materiales magnéticos, materiales de batería, electrocerámica, cerámica de ingeniería, catalizadores, etc.?
1 、 Investigación de desarrollo actual y campos de aplicaciones
1. Material luminiscente de tierras raras: polvo nano fluorescente de tierras raras (polvo de televisión en color, lámpara de polvo), con eficiencia luminosa mejorada, reducirá en gran medida la cantidad de tierras raras utilizadas. Principalmente usandoY2O3, EU2O3, TB4O7, CEO2, GD2O3. Candidato Nuevos materiales para televisión en color de alta definición.
2. Nano Superconducting Materials: superconductores de YBCO preparados con Y2O3, especialmente los materiales de película delgada, tienen rendimiento estable, alta resistencia, fácil procesamiento, cerca de la etapa práctica y amplias perspectivas.
3. Materiales nano de tierras raras: utilizado para la memoria magnética, fluido magnético, magnetorresistencia gigante, etc., mejorando en gran medida el rendimiento, lo que hace que los dispositivos sean de alto rendimiento y miniaturizado. Por ejemplo, los objetivos de magnetoresistencia gigante de óxido (RemNo3, etc.).
4. Cerámica de alto rendimiento de tierras raras: electrocerámica (sensores electrónicos, materiales de PTC, materiales de microondas, condensadores, termistores, etc.) preparados con Y2O3 ultram-fino o nanométrico, LA2O3, ND2O3, SM2O3, etc., cuyas propiedades eléctricas, propiedades térmicas y estabilidad han sido grandes, son un aspecto importante de los materiales electrónicos de la mejora de los materiales mejorados. La cerámica sinterizada a temperaturas más bajas, como Nano Y2O3 y ZRO2, tienen una fuerte fuerza y dureza, y se usan en dispositivos resistentes al desgaste, como rodamientos y herramientas de corte; El rendimiento de los condensadores multicapa y los dispositivos de microondas hechos de Nano ND2O3, SM2O3, etc. ha mejorado considerablemente.
5. Nanocatalizadores de tierras raras: en muchas reacciones químicas, se utilizan catalizadores de tierras raras. Si se utilizan nanocatalizadores de tierras raras, su actividad catalítica y eficiencia mejorará considerablemente. El actual polvo de CEO2 tiene las ventajas de alta actividad, bajo precio y larga vida útil en el purificador de escape del automóvil, y ha reemplazado la mayoría de los metales preciosos, con un consumo anual de miles de toneladas.
6. Abogador ultravioleta de tierras raras:Nano CEO2El polvo tiene una fuerte absorción de rayos ultravioleta y se usa en cosméticos con protección solar, fibras de protección solar, vidrio de automóvil, etc.?
7. Pulido de precisión de tierras raras: CEO2 tiene un buen efecto de pulido en el vidrio y otros materiales. Nano CEO2 tiene una alta precisión de pulido y se ha utilizado en pantallas de cristales líquidos, obleas de silicio, almacenamiento de vidrio, etc. En resumen, la aplicación de nanomateriales de tierras raras acaba de comenzar y se concentra en el campo de nuevos materiales de alta tecnología, con un alto valor agregado, un amplio rango de aplicaciones, enorme potencial y perspectivas comerciales muy prometedoras.
2 、 Tecnología de preparación
En la actualidad, tanto la producción como la aplicación de nanomateriales han atraído la atención de varios países. La nanotecnología de China continúa progresando, y la producción industrial o la producción de prueba se han llevado a cabo con éxito en Nanoescale SiO2, TiO2, AL2O3, ZnO2, Fe2O3 y otros materiales en polvo. Sin embargo, el proceso de producción actual y los altos costos de producción son su debilidad fatal, lo que afectará la aplicación generalizada de nanomateriales. Por lo tanto, la mejora continua es necesaria.
Debido a la estructura electrónica especial y un radio atómico grande de elementos de tierras raras, sus propiedades químicas son muy diferentes de otros elementos. Por lo tanto, el método de preparación y la tecnología posterior al tratamiento de los nano óxidos de tierras raras también son diferentes de otros elementos. Los principales métodos de investigación incluyen:?
1. ¿Pero es difícil filtrar y fácil de agregar?
2. Método hidrotérmico: acelere y fortalezca la reacción de hidrólisis de iones en condiciones de alta temperatura y presión, y forme núcleos nanocristalinos dispersos. Este método puede obtener polvos nanométricos con dispersión uniforme y una distribución estrecha del tamaño de partícula, pero requiere equipos de alta temperatura y alta presión, que es costoso e inseguro de operar.
3. Método de gel: es un método importante para preparar materiales inorgánicos y juega un papel importante en la síntesis inorgánica. A baja temperatura, los compuestos organometálicos u complejos orgánicos pueden formar SOL a través de la polimerización o hidrólisis, y formar gel en ciertas condiciones. El tratamiento térmico adicional puede producir fideos de arroz ultrafinos con una superficie específica más grande y una mejor dispersión. Este método se puede llevar a cabo en condiciones suaves, lo que resulta en un polvo con un área de superficie más grande y una mejor dispersión. Sin embargo, el tiempo de reacción es largo y tarda varios días en completarse, lo que dificulta cumplir con los requisitos de la industrialización.
4. Método de fase sólida: la descomposición de alta temperatura se lleva a cabo a través de un compuesto sólido o reacción intermedia de medios secos. Por ejemplo, el nitrato de tierras raras y el ácido oxálico se mezclan mediante fresado de bola de fase sólida para formar un intermedio de oxalato de tierras raras, que luego se descompone a alta temperatura para obtener polvo ultra fino. Este método tiene una alta eficiencia de reacción, equipos simples y un funcionamiento fácil, pero el polvo resultante tiene morfología irregular y poca uniformidad.
Estos métodos no son únicos y pueden no ser completamente aplicables a la industrialización. ¿Existen muchos métodos de preparación, como el método de microemulsión orgánica, la alcoholis, etc.?
3 、 Progreso en el desarrollo industrial
La producción industrial a menudo no adopta un solo método, sino que se basa en las fortalezas y complementa las debilidades, y combina varios métodos para lograr la alta calidad del producto, el bajo costo y el proceso seguro y eficiente requerido para la comercialización. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. ha realizado recientemente un progreso industrial en el desarrollo de nanomateriales de tierras raras. Después de muchos métodos de exploración e innumerables pruebas, se encontró un método que es más adecuado para la producción industrial: el método de gel de microondas. La mayor ventaja de esta tecnología es que: la reacción original de gel de 10 días se acorta a 1 día, por lo que la eficiencia de producción aumenta 10 veces, el costo se reduce en gran medida y la calidad del producto es buena, el área superficial es grande, la reacción de prueba del usuario es buena, el precio es 30% más bajo que el de los productos estadounidenses y japoneses, que es muy competitivo internacional, logra un nivel avanzado internacional.??????
Recientemente, se han realizado experimentos industriales utilizando el método de precipitación, utilizando principalmente agua de amoníaco y carbonato de amoníaco para la precipitación, y utilizando solventes orgánicos para la deshidratación y el tratamiento de la superficie. Este método tiene un proceso simple y bajo costo, pero la calidad del producto es pobre, y todavía hay algunas aglomeraciones que necesitan una mejora y mejora adicionales.
China es un país importante en recursos de tierras raras. El desarrollo y la aplicación de nanomateriales de tierras raras han abierto nuevas vías para la utilización efectiva de recursos de tierras raras, ampliaron el alcance de las aplicaciones de tierras raras, promovieron el desarrollo de nuevos materiales funcionales, aumentó la exportación de productos de alto valor agregado y mejoran las capacidades de ingresos de divisas. Esto tiene un significado práctico importante para convertir las ventajas de recursos en ventajas económicas.
Tiempo de publicación: junio 27-2023