Elementos da Terra raraeles mesmos teñen ricas estruturas electrónicas e presentan moitas propiedades ópticas, eléctricas e magnéticas. Despois da nanomaterialización da terra rara, presenta moitas características, como o efecto de pequeno tamaño, o alto efecto superficial específico, o efecto cuántico, as propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, a superconductividade, a alta actividade química, etc., que poden mellorar moito o rendemento e a función dos materiais e desenvolver moitos novos materiais. Xogará un papel importante en campos de alta tecnoloxía como materiais ópticos, materiais emisores de luz, materiais de cristal, materiais magnéticos, materiais de batería, electrocerámica, cerámica de enxeñaría, catalizadores, etc.?
1 、 Investigación actual de desenvolvemento e campos de aplicación
1. Material luminiscente da terra rara: po de nano fluorescente nano de terra rara (po de televisión en cor, po de lámpada), con eficiencia luminosa mellorada, reducirá enormemente a cantidade de terra rara empregada. Principalmente usandoY2O3, EU2O3, Tb4o7, CEO2, GD2O3. Materiais novos candidatos para televisión en cor de alta definición.?
2. Materiais de superconductores de nano: os supercondutores YBCO preparados usando Y2O3, especialmente materiais de película fina, teñen un rendemento estable, alta resistencia, procesamento fácil, preto da etapa práctica e amplas perspectivas.?
3. Materiais magnéticos nano de terra rara: usados para memoria magnética, fluído magnético, magnetoresistencia xigante, etc., mellorando enormemente o rendemento, facendo que os dispositivos sexan de alto rendemento e miniaturizados. Por exemplo, obxectivos de magnetoresistencia xigante de óxido (REMNO3, etc.).?
4. Cerámica de alto rendemento da Terra rara: electrocerámica (sensores electrónicos, materiais PTC, materiais de microondas, condensadores, termistores, etc.) preparados con ultra-fino ou nanómetro Y2O3, LA2O3, ND2O3, SM2O3, etc. Materiais electrónicos. A cerámica sinterizada a temperaturas máis baixas, como Nano Y2O3 e ZRO2, teñen unha forte forza e dureza e úsanse en dispositivos resistentes ao desgaste como rodamentos e ferramentas de corte; Mellorouse moito o rendemento de condensadores multicapa e dispositivos de microondas de Nano ND2O3, SM2O3, etc.?
5. Nanocatalizadores de terra rara: En moitas reaccións químicas úsanse catalizadores de terra rara. Se se usan nanocatalizadores de terra rara, mellorarase moito a súa actividade catalítica e eficiencia. O po actual CEO2 Nano en po ten as vantaxes de alta actividade, baixo prezo e longa vida útil no purificador de escape de automóbiles e substituíu a maior parte dos metais preciosos, cun consumo anual de miles de toneladas.?
6. Absorbeiro ultravioleta de terra rara:Nano CEO2O po ten unha forte absorción de raios ultravioleta e úsase en cosméticos de protección solar, fibras de protector solar, vidro do coche, etc.?
7. Pulso de precisión da terra rara: CEO2 ten un bo efecto de pulido sobre o vidro e outros materiais. Nano CEO2 ten alta precisión de pulido e usouse en pantallas de cristal líquido, obleas de silicio, almacenamento de vidro, etc. En definitiva, a aplicación de nanomateriais de terra rara acaba de comezar e concentrarse no campo de novos materiais de alta tecnoloxía, con alto valor engadido, amplo rango de aplicacións, enorme potencial e moi prometedor.
2 、 Tecnoloxía de preparación
Na actualidade, tanto a produción como a aplicación de nanomateriais chamaron a atención de varios países. A nanotecnoloxía de China segue avanzando e a produción industrial ou a produción de probas realizouse con éxito en NanoScale SIO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 e outros materiais en po. Non obstante, o proceso de produción actual e os elevados custos de produción son a súa debilidade fatal, que afectará á aplicación xeneralizada de nanomateriais. Polo tanto, é necesaria unha mellora continua.?
Debido á estrutura electrónica especial e ao gran radio atómico de elementos da terra rara, as súas propiedades químicas son moi diferentes doutros elementos. Polo tanto, o método de preparación e a tecnoloxía post-tratamento dos óxidos de nano de terra rara tamén son diferentes doutros elementos. Os principais métodos de investigación inclúen:?
1. Método de precipitación: incluíndo a precipitación de ácido oxálico, precipitación de carbonato, precipitación de hidróxido, precipitación homoxénea, precipitación de complexación, etc. A maior característica deste método é que a solución nuclea rapidamente, é fácil de controlar, o equipo é sinxelo e pode producir produtos de alta pureza. Pero é difícil de filtrar e fácil de agregar?
2. Método hidrotermal: acelerar e fortalecer a reacción de hidrólise dos ións en condicións de alta temperatura e presión e formar núcleos nanocristalinos dispersos. Este método pode obter polvos nanómetro con dispersión uniforme e distribución estreita do tamaño de partículas, pero require equipos de alta temperatura e alta presión, que é caro e seguro de operar.
3. Método de xel: é un método importante para preparar materiais inorgánicos e xoga un papel importante na síntese inorgánica. A baixa temperatura, os compostos organometálicos ou complexos orgánicos poden formar SOL mediante polimerización ou hidrólise e formar xel en certas condicións. O tratamento térmico adicional pode producir fideos de arroz ultrafino cunha superficie específica maior e unha mellor dispersión. Este método pódese realizar en condicións leves, obtendo un po cunha superficie maior e unha mellor dispersibilidade. Non obstante, o tempo de reacción é longo e leva varios días en completarse, dificultando a satisfacción dos requisitos da industrialización?
4. Método de fase sólida: a descomposición de alta temperatura realízase mediante un composto sólido ou reacción de medios secos intermedios. Por exemplo, o nitrato de terra rara e o ácido oxálico mestúranse mediante fresado de bólas en fase sólida para formar un intermedio de oxalato de terra rara, que logo se descompón a alta temperatura para obter po ultra-fino. Este método ten unha alta eficiencia de reacción, equipos sinxelos e un funcionamento doado, pero o po resultante ten morfoloxía irregular e mala uniformidade.?
Estes métodos non son únicos e poden non ser plenamente aplicables á industrialización. Hai moitos métodos de preparación, como o método de microemulsión orgánica, a alcolise, etc.?
3 、 Progreso no desenvolvemento industrial
A produción industrial a miúdo non adopta un único método, senón que se basea en puntos fortes e complementa as debilidades e combina varios métodos para conseguir a alta calidade do produto, baixo custo e un proceso seguro e eficiente necesario para a comercialización. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. avanzou recentemente no desenvolvemento de nanomateriais da Terra rara. Despois de moitos métodos de exploración e innumerables probas, atopouse un método máis adecuado para a produción industrial - o método de xel de microondas. A maior vantaxe desta tecnoloxía é que: a reacción xel orixinal de 10 días acurtase a 1 día, de xeito que a eficiencia da produción aumenta en 10 veces, o custo redúcese moito e a calidade do produto é boa, a superficie é grande, a reacción de proba de usuario é boa, o prezo é un 30% inferior á dos produtos americanos e xaponeses, que é moi competitivo internacional, alcanzan un nivel avanzado internacional.?
Recentemente, realizáronse experimentos industriais mediante o método de precipitación, empregando principalmente auga de amoníaco e carbonato de amoníaco para a precipitación e empregando disolventes orgánicos para a deshidratación e o tratamento superficial. Este método ten un proceso sinxelo e un baixo custo, pero a calidade do produto é pobre, e aínda hai algunhas aglomeracións que precisan mellorar e mellorar.
China é un país importante dos recursos da Terra rara. O desenvolvemento e aplicación de nanomateriais da Terra rara abriron novas vías para a utilización efectiva dos recursos da Terra rara, ampliou o alcance das aplicacións da Terra rara, promoveu o desenvolvemento de novos materiais funcionais, aumentou a exportación de produtos de alto valor engadido e mellorou as capacidades de ingresos de divisas. Isto ten unha importancia práctica importante para converter as vantaxes dos recursos en vantaxes económicas.
Tempo de publicación: xuño-27-2023