Elementos de terras raraseles próprios têm estruturas eletrônicas ricas e exibem muitas propriedades ópticas, elétricas e magnéticas. Após a nanomaterialização de terras raras, exibe muitas características, como efeito de tamanho pequeno, alto efeito de superfície específico, efeito quântico, propriedades ópticas, elétricas e magnéticas extremamente fortes, supercondutividade, alta atividade química etc., que podem melhorar bastante o desempenho e a função dos materiais e desenvolver muitos novos materiais. Ele desempenhará um papel importante em campos de alta tecnologia, como materiais ópticos, materiais emissores de luz, materiais de cristal, materiais magnéticos, materiais de bateria, eletrocerâmica, cerâmica de engenharia, catalisadores etc.?
1 、 Campos atuais de pesquisa e aplicação de desenvolvimento
1. Material luminescente de terras raras: pó nano fluorescente de terras raras (TV colorida em pó, lâmpada em pó), com eficiência luminosa aprimorada, reduzirá bastante a quantidade de terras raras usadas. Principalmente usandoY2o3, EU2O3, TB4O7, CEO2, GD2O3. Novos materiais candidatos para televisão colorida de alta definição.?
2 Materiais de supercondutor Nano: Supercondutores YBCO preparados usando Y2O3, especialmente materiais de filme fino, têm desempenho estável, alta resistência, processamento fácil, estágio próximo ao estágio prático e em perspectivas amplas.
3. MATERIAIS NANO MAGNÉTICOS DE TERAÇÃO RARA: Usados para memória magnética, líquido magnético, magnetorsistência gigante, etc., melhorando o desempenho, tornando os dispositivos de alto desempenho e miniaturizados. Por exemplo, alvos de magnetorsistência gigante de óxido (REMNO3, etc.)?
4. Cerâmicas de alta eternidade de terras raras: eletrocerâmica (sensores eletrônicos, materiais PTC, materiais de microondas, capacitores, termistores etc.) preparados com Ultra-Fine ou Nanômetro Y2O3, LA2O3, ND2O3, SM2O3, etc. cujas propriedades elétricas, propriedades mais importantes. A cerâmica sinterizou a temperaturas mais baixas, como Nano Y2O3 e ZRO2, têm forte força e resistência e são usadas em dispositivos resistentes a desgaste, como rolamentos e ferramentas de corte; O desempenho de capacitores multicamadas e dispositivos de microondas feitos de nano ND2O3, SM2O3, etc. foi bastante aprimorada.
5. Nanocatalisadores de terras raras: Em muitas reações químicas, são utilizados catalisadores de terras raras. Se os nanocatalisadores de terras raras forem usadas, sua atividade catalítica e eficiência serão bastante aprimoradas. O atual nano em pó CEO2 tem as vantagens de alta atividade, baixo preço e vida útil longa no purificador de exaustão de automóveis e substituiu a maioria dos metais preciosos, com um consumo anual de milhares de toneladas.
6. Absorvedor ultravioleta de terras raras:Nano CEO2O pó tem forte absorção de raios ultravioleta e é usado em protetores solares, fibras de protetor solar, vidro de carro, etc.?
7. Polimento de precisão de terras raras: O CEO2 tem um bom efeito de polimento no vidro e em outros materiais. O Nano CEO2 tem alta precisão de polimento e tem sido usado em exibições de cristal líquido, bolachas de silício, armazenamento de vidro etc. Em resumo, a aplicação de nanomateriais de terras raras acaba de começar e está concentrado no campo de materiais novos de alta tecnologia, com alto valor agregado, ampla faixa de aplicação, enorme potencial e prospects muito promissores.
2 、 Tecnologia de preparação
Atualmente, tanto a produção quanto a aplicação de nanomateriais atraíram a atenção de vários países. A nanotecnologia da China continua a progredir, e a produção industrial ou a produção de ensaios foi realizada com sucesso em nanoescala SiO2, TiO2, AL2O3, ZnO2, Fe2O3 e outros materiais de pó. No entanto, o processo atual de produção e os altos custos de produção são sua fraqueza fatal, que afetará a aplicação generalizada de nanomateriais. Portanto, é necessária uma melhoria contínua.?
Devido à estrutura eletrônica especial e ao grande raio atômico de elementos de terras raras, suas propriedades químicas são muito diferentes de outros elementos. Portanto, o método de preparação e a tecnologia pós-tratamento de nanoxidos de terras raras também são diferentes de outros elementos. Os principais métodos de pesquisa incluem:?
1. Método de precipitação: incluindo precipitação do ácido oxálico, precipitação de carbonato, precipitação de hidróxido, precipitação homogênea, precipitação de complexação etc. A maior característica desse método é que a solução nuclea rapidamente, é fácil de controlar, o equipamento é simples e pode produzir produtos de alta pureza. Mas é difícil de filtrar e fácil de agregar?
2. Método hidrotérmico: acelera e fortalece a reação de hidrólise dos íons sob condições de alta temperatura e pressão e forme núcleos nanocristalinos dispersos. Esse método pode obter pós de nanômetros com dispersão uniforme e distribuição estreita de tamanho de partícula, mas requer equipamentos de alta temperatura e alta pressão, o que é caro e inseguro de operar.?
3. Método de gel: é um método importante para a preparação de materiais inorgânicos e desempenha um papel significativo na síntese inorgânica. A baixa temperatura, compostos organometálicos ou complexos orgânicos podem formar SOL por meio de polimerização ou hidrólise e formar gel sob certas condições. Um tratamento térmico adicional pode produzir macarrão de arroz ultrafino com superfície específica maior e melhor dispersão. Este método pode ser realizado em condições leves, resultando em um pó com uma área de superfície maior e melhor dispersibilidade. No entanto, o tempo de reação é longo e leva vários dias para ser concluído, dificultando atender aos requisitos da industrialização?
4. Método da fase sólida: A decomposição de alta temperatura é realizada por meio de composto sólido ou reação intermediária do meio seco. Por exemplo, o nitrato de terras raras e o ácido oxálico são misturados por moagem de esferas de fase sólida para formar um intermediário de oxalato de terras raras, que é então decomposto em alta temperatura para obter pó ultrafino. Esse método tem alta eficiência de reação, equipamento simples e operação fácil, mas o pó resultante tem morfologia irregular e baixa uniformidade.
Esses métodos não são únicos e podem não ser totalmente aplicáveis à industrialização. Existem muitos métodos de preparação, como método de microemulsão orgânica, alcoólatra, etc.?
3 、 Progresso no desenvolvimento industrial
A produção industrial geralmente não adota um único método, mas se baseia em pontos fortes e complementa fraquezas e combina vários métodos para atingir a alta qualidade do produto, baixo custo e processo seguro e eficiente necessário para a comercialização. A Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd., recentemente fez progresso industrial no desenvolvimento de nanomateriais de terras raras. Após muitos métodos de exploração e inúmeros testes, foi encontrado um método mais adequado para a produção industrial - o método do gel de microondas foi encontrado. A maior vantagem dessa tecnologia é que: a reação original de gel de 10 dias é reduzida para 1 dia, de modo que a eficiência da produção é aumentada 10 vezes, o custo é bastante reduzido e a qualidade do produto é boa, a área de superfície é grande, a reação de teste de usuário é boa, o preço é 30% menor que o dos produtos americanos e japoneses, que é muito competitivo, alcançar o nível internacional avançado.
Recentemente, experimentos industriais foram realizados usando o método de precipitação, usando principalmente a água de amônia e o carbonato de amônia para precipitação e solventes orgânicos para desidratação e tratamento de superfície. Esse método tem um processo simples e baixo custo, mas a qualidade do produto é ruim e ainda existem algumas aglomerações que precisam de melhorias e melhorias adicionais.
A China é um país importante em recursos de terras raras. O desenvolvimento e a aplicação de nanomateriais de terras raras abriram novos caminhos para a utilização eficaz de recursos de terras raras, expandiram o escopo de aplicações de terras raras, promovendo o desenvolvimento de novos materiais funcionais, aumentou a exportação de produtos de alto valor agregado e aprimoradas capacidades de ganho de câmbio. Isso tem um significado prático importante na transformação de vantagens de recursos em vantagens econômicas.
Hora de postagem: Jun-27-2023