Elemente de pământ rareei înșiși au structuri electronice bogate și prezintă multe proprietăți optice, electrice și magnetice.După nanomaterializarea pământurilor rare, prezintă multe caracteristici, cum ar fi efect de dimensiune mică, efect de suprafață specific ridicat, efect cuantic, proprietăți optice, electrice, magnetice extrem de puternice, supraconductivitate, activitate chimică ridicată etc., care pot îmbunătăți foarte mult performanța și funcționarea. de materiale și să dezvolte multe materiale noi.Va juca un rol important în domenii de înaltă tehnologie, cum ar fi materiale optice, materiale care emit lumină, materiale cristaline, materiale magnetice, materiale pentru baterii, electroceramică, ceramică de inginerie, catalizatori etc.?
1、 Cercetare în curs de dezvoltare și domenii de aplicare
1. Material luminiscent din pământuri rare: pulbere nano fluorescentă din pământuri rare (pulbere TV color, praf de lampă), cu eficiență luminoasă îmbunătățită, va reduce foarte mult cantitatea de pământuri rare utilizate.Folosind în principalY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3.Candidați materiale noi pentru televiziunea color de înaltă definiție.?
2. Materiale supraconductoare nano: supraconductorii YBCO pregătiți folosind Y2O3, în special materiale cu film subțire, au performanță stabilă, rezistență ridicată, procesare ușoară, aproape de stadiul practic și perspective largi.?
3. Materiale nano-magnetice din pământuri rare: utilizate pentru memorie magnetică, fluid magnetic, magnetorezistă gigantică etc., îmbunătățind considerabil performanța, făcând dispozitive de înaltă performanță și miniaturizate.De exemplu, ținte de magnetorezistă gigant de oxid (REMnO3, etc.).?
4. Ceramica performanta din pamanturi rare: Electroceramica (senzori electronici, materiale PTC, materiale cu microunde, condensatoare, termistoare etc.) preparate cu ultrafin sau nanometru Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 etc., ale caror proprietati electrice, termice proprietățile și stabilitatea au fost mult îmbunătățite, sunt un aspect important al îmbunătățirii materialelor electronice.Ceramica sinterizată la temperaturi mai scăzute, cum ar fi nano Y2O3 și ZrO2, au rezistență și tenacitate puternice și sunt utilizate în dispozitive rezistente la uzură, cum ar fi rulmenții și sculele de tăiere;Performanța condensatoarelor multistrat și a dispozitivelor cu microunde din nano Nd2O3, Sm2O3 etc. a fost mult îmbunătățită.?
5. Nanocatalizatori de pământuri rare: în multe reacții chimice, se folosesc catalizatori de pământuri rare.Dacă se folosesc nanocatalizatori cu pământuri rare, activitatea lor catalitică și eficiența vor fi mult îmbunătățite.Actuala pulbere de CeO2 nano are avantajele unei activități ridicate, preț scăzut și durată lungă de viață în purificatorul de evacuare a automobilelor și a înlocuit majoritatea metalelor prețioase, cu un consum anual de mii de tone.?
6. Absorbant de ultraviolete din pământuri rare:Nano CeO2pulberea are o absorbție puternică a razelor ultraviolete și este utilizată în produse cosmetice de protecție solară, fibre de protecție solară, sticla auto etc.?
7. Lustruire de precizie cu pământuri rare: CeO2 are un efect bun de lustruire pe sticlă și alte materiale.Nano CeO2 are o precizie ridicată de lustruire și a fost folosit în afișaje cu cristale lichide, napolitane de siliciu, depozitare de sticlă etc. Pe scurt, aplicarea nanomaterialelor cu pământuri rare tocmai a început și este concentrată în domeniul materialelor noi de înaltă tehnologie, cu valoare adăugată, gamă largă de aplicații, potențial uriaș și perspective comerciale foarte promițătoare.?
2, Tehnologia de preparare
În prezent, atât producția, cât și aplicarea nanomaterialelor au atras atenția din diverse țări.Nanotehnologia Chinei continuă să facă progrese, iar producția industrială sau producția de probă a fost realizată cu succes la scară nanometrică SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 și alte materiale sub formă de pulbere.Cu toate acestea, procesul de producție actual și costurile mari de producție reprezintă slăbiciunea sa fatală, care va afecta aplicarea pe scară largă a nanomaterialelor.Prin urmare, este necesară îmbunătățirea continuă.
Datorită structurii electronice speciale și a razei atomice mari a elementelor pământurilor rare, proprietățile lor chimice sunt foarte diferite de celelalte elemente.Prin urmare, metoda de preparare și tehnologia de post-tratare a nano-oxizilor de pământuri rare sunt, de asemenea, diferite de alte elemente.Principalele metode de cercetare includ:?
1. Metoda de precipitare: inclusiv precipitarea acidului oxalic, precipitarea carbonatului, precipitarea hidroxidului, precipitarea omogenă, precipitarea complexării, etc. Cea mai mare caracteristică a acestei metode este că soluția se nucleează rapid, este ușor de controlat, echipamentul este simplu și poate produce produse de înaltă puritate.Dar este greu de filtrat și ușor de agregat?
2. Metoda hidrotermală: Accelerează și întărește reacția de hidroliză a ionilor în condiții de temperatură și presiune ridicată și formează nuclee nanocristaline dispersate.Această metodă poate obține pulberi nanometrice cu dispersie uniformă și distribuție îngustă a dimensiunii particulelor, dar necesită echipamente de temperatură ridicată și presiune înaltă, care sunt costisitoare și nesigure de operat.?
3. metoda gelului: Este o metodă importantă pentru prepararea materialelor anorganice și joacă un rol semnificativ în sinteza anorganică.La temperaturi scăzute, compușii organometalici sau complecșii organici pot forma sol prin polimerizare sau hidroliză și pot forma gel în anumite condiții.Tratamentul termic suplimentar poate produce fidea ultrafine de orez cu o suprafață specifică mai mare și o dispersie mai bună.Această metodă poate fi efectuată în condiții blânde, rezultând o pulbere cu o suprafață mai mare și o dispersibilitate mai bună.Cu toate acestea, timpul de reacție este lung și durează câteva zile pentru a se finaliza, ceea ce face dificilă îndeplinirea cerințelor de industrializare?
4. Metoda în fază solidă: descompunerea la temperatură înaltă se realizează prin compus solid sau reacție intermediară în mediu uscat.De exemplu, nitratul de pământuri rare și acidul oxalic sunt amestecate prin măcinare cu bile în fază solidă pentru a forma un intermediar de oxalat de pământuri rare, care este apoi descompus la temperatură ridicată pentru a obține o pulbere ultrafină.Această metodă are o eficiență ridicată de reacție, un echipament simplu și o operare ușoară, dar pulberea rezultată are morfologie neregulată și uniformitate slabă.
Aceste metode nu sunt unice și este posibil să nu fie pe deplin aplicabile industrializării.Există multe metode de preparare, cum ar fi metoda microemulsie organică, alcooliza etc.?
3, Progres în dezvoltarea industrială
Producția industrială nu adoptă adesea o singură metodă, ci mai degrabă se bazează pe punctele forte și completează punctele slabe și combină mai multe metode pentru a obține o calitate ridicată a produsului, un cost scăzut și un proces sigur și eficient necesar pentru comercializare.Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. a făcut recent progrese industriale în dezvoltarea nanomaterialelor cu pământuri rare.După multe metode de explorare și nenumărate teste, s-a găsit o metodă mai potrivită pentru producția industrială – metoda gelului cu microunde.Cel mai mare avantaj al acestei tehnologii este că: reacția inițială a gelului de 10 zile este scurtată la 1 zi, astfel încât eficiența producției este crescută de 10 ori, costul este mult redus, iar calitatea produsului este bună, suprafața este mare. , reacția de încercare a utilizatorului este bună, prețul este cu 30% mai mic decât cel al produselor americane și japoneze, ceea ce este foarte competitiv la nivel internațional, atinge un nivel internațional avansat.?
Recent, au fost efectuate experimente industriale folosind metoda de precipitare, folosind în principal apă cu amoniac și carbonat de amoniac pentru precipitare și folosind solvenți organici pentru deshidratare și tratarea suprafeței.Această metodă are un proces simplu și un cost scăzut, dar calitatea produsului este slabă și există încă unele aglomerări care necesită îmbunătățiri și îmbunătățiri suplimentare.?
China este o țară majoră în resurse de pământuri rare.Dezvoltarea și aplicarea nanomaterialelor cu pământuri rare au deschis noi căi pentru utilizarea eficientă a resurselor pământurilor rare, au extins domeniul de aplicare al aplicațiilor pământurilor rare, au promovat dezvoltarea de noi materiale funcționale, au crescut exportul de produse cu valoare adăugată ridicată și au îmbunătățit schimb de capabilități de câștig.Acest lucru are o semnificație practică importantă în transformarea avantajelor resurselor în avantaje economice.
Ora postării: 27-jun-2023