Các yếu tố đất hiếmBản thân họ có cấu trúc điện tử phong phú và thể hiện nhiều tính chất quang học, điện và từ tính. Sau khi vật liệu nano đất hiếm, nó thể hiện nhiều đặc điểm, chẳng hạn như hiệu ứng kích thước nhỏ, hiệu ứng bề mặt riêng, hiệu ứng lượng tử, quang học cực kỳ mạnh, tính chất điện, từ tính, siêu dẫn, hoạt động hóa học cao, v.v., có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và chức năng của vật liệu và phát triển nhiều vật liệu mới. Nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực công nghệ cao như vật liệu quang học, vật liệu phát sáng, vật liệu tinh thể, vật liệu từ tính, vật liệu pin, điện tâm học, gốm sứ kỹ thuật, chất xúc tác, v.v.?
1 Các lĩnh vực ứng dụng và nghiên cứu phát triển hiện tại
1. Vật liệu phát quang đất hiếm: Bột huỳnh quang Nano đất hiếm (bột TV màu, bột đèn), với hiệu quả phát sáng được cải thiện, sẽ làm giảm đáng kể lượng đất hiếm được sử dụng. Chủ yếu sử dụngY2O3, EU2O3, TB4O7, CEO2, GD2O3. Ứng viên vật liệu mới cho truyền hình màu độ nét cao.?
2. Vật liệu siêu dẫn Nano: Các chất siêu dẫn YBCO được điều chế bằng Y2O3, đặc biệt là vật liệu màng mỏng, có hiệu suất ổn định, cường độ cao, xử lý dễ dàng, gần với giai đoạn thực tế và triển vọng rộng rãi.?
3. Vật liệu từ tính nano đất hiếm: được sử dụng cho bộ nhớ từ, chất lỏng từ tính, từ tính khổng lồ, v.v., cải thiện đáng kể hiệu suất, làm cho các thiết bị hiệu suất cao và thu nhỏ. Ví dụ, các mục tiêu từ tính khổng lồ oxit (REMNO3, v.v.).?
4. Đồ gốm hiệu suất cao của Trái đất hiếm: Electroceramics (cảm biến điện tử, vật liệu PTC, vật liệu vi sóng, tụ điện, nhiệt điện, v.v.) được điều chế bằng siêu mịn hoặc nanomet Y2O3, LA2O3, ND2O3, SM2O3 Gốm sứ thiêu kết ở nhiệt độ thấp hơn, chẳng hạn như Nano Y2O3 và ZRO2, có độ bền và độ bền mạnh, và được sử dụng trong các thiết bị chống mài mòn như vòng bi và dụng cụ cắt; Hiệu suất của các tụ điện đa lớp và các thiết bị vi sóng được làm từ Nano ND2O3, SM2O3, v.v. đã được cải thiện rất nhiều?
5. Các chất xúc tác nano đất hiếm: Trong nhiều phản ứng hóa học, các chất xúc tác đất hiếm được sử dụng. Nếu các chất xúc tác nano đất hiếm được sử dụng, hoạt động và hiệu quả xúc tác của chúng sẽ được cải thiện rất nhiều. Bột Nano CEO2 hiện tại có lợi thế của hoạt động cao, giá thấp và tuổi thọ dài trong máy lọc khí thải ô tô, và đã thay thế hầu hết các kim loại quý, với mức tiêu thụ hàng năm hàng năm.?
6. Hấp thụ tia cực tím đất hiếm:Giám đốc điều hành NanoBột có sự hấp thụ mạnh mẽ của tia cực tím, và được sử dụng trong mỹ phẩm kem chống nắng, sợi chống nắng, thủy tinh xe hơi, vv?
7. Đánh bóng chính xác trái đất hiếm: CEO2 có tác dụng đánh bóng tốt đối với thủy tinh và các vật liệu khác. CEO2 của Nano có độ chính xác đánh bóng cao và đã được sử dụng trong màn hình tinh thể lỏng, tấm silicon, lưu trữ thủy tinh, v.v ... Tóm lại, việc áp dụng vật liệu nano đất hiếm vừa bắt đầu và tập trung trong lĩnh vực vật liệu mới công nghệ cao, với giá trị gia tăng cao, phạm vi ứng dụng rộng, tiềm năng lớn, và rất hứa hẹn.
2 Công nghệ chuẩn bị
Hiện tại, cả sản xuất và ứng dụng vật liệu nano đã thu hút sự chú ý từ các quốc gia khác nhau. Công nghệ nano của Trung Quốc tiếp tục đạt được tiến bộ, và sản xuất công nghiệp hoặc sản xuất thử nghiệm đã được thực hiện thành công trong Nanoscale SiO2, TiO2, AL2O3, ZnO2, FE2O3 và các vật liệu bột khác. Tuy nhiên, quy trình sản xuất hiện tại và chi phí sản xuất cao là điểm yếu nghiêm trọng của nó, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc áp dụng rộng rãi các vật liệu nano. Do đó, cải tiến liên tục là cần thiết.?
Do cấu trúc điện tử đặc biệt và bán kính nguyên tử lớn của các nguyên tố đất hiếm, tính chất hóa học của chúng rất khác với các yếu tố khác. Do đó, phương pháp chuẩn bị và công nghệ sau xử lý của các oxit nano đất hiếm cũng khác với các yếu tố khác. Các phương pháp nghiên cứu chính bao gồm :?
1. Phương pháp kết tủa: bao gồm kết tủa axit oxalic, kết tủa cacbonat, kết tủa hydroxide, kết tủa đồng nhất, kết tủa tạo phức, v.v. Nhưng nó rất khó để lọc và dễ dàng tổng hợp?
2. Phương pháp thủy nhiệt: Tăng tốc và tăng cường phản ứng thủy phân của các ion trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, và hình thành các hạt nhân nano tinh thể phân tán. Phương pháp này có thể thu được các loại bột nanomet với sự phân tán đồng đều và phân bố kích thước hạt hẹp, nhưng nó đòi hỏi thiết bị nhiệt độ cao và áp suất cao, đắt tiền và không an toàn để vận hành.?
3. Phương pháp gel: Đây là một phương pháp quan trọng để chuẩn bị các vật liệu vô cơ và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp vô cơ. Ở nhiệt độ thấp, các hợp chất organometallic hoặc phức hợp hữu cơ có thể hình thành SOL thông qua trùng hợp hoặc thủy phân, và tạo thành gel trong một số điều kiện nhất định. Xử lý nhiệt hơn nữa có thể tạo ra mì gạo siêu mịn với bề mặt riêng lớn hơn và phân tán tốt hơn. Phương pháp này có thể được thực hiện trong điều kiện nhẹ, dẫn đến một loại bột có diện tích bề mặt lớn hơn và khả năng phân tán tốt hơn. Tuy nhiên, thời gian phản ứng là dài và mất vài ngày để hoàn thành, gây khó khăn cho việc đáp ứng các yêu cầu của công nghiệp hóa?
4. Phương pháp pha rắn: Sự phân hủy nhiệt độ cao được thực hiện thông qua hợp chất rắn hoặc phản ứng môi trường khô trung gian. Ví dụ, nitrat đất hiếm và axit oxalic được trộn bởi phay bóng pha rắn để tạo thành một chất trung gian của oxalate đất hiếm, sau đó được phân hủy ở nhiệt độ cao để thu được bột cực mịn. Phương pháp này có hiệu suất phản ứng cao, thiết bị đơn giản và hoạt động dễ dàng, nhưng bột kết quả có hình thái không đều và tính đồng nhất kém.?
Những phương pháp này không phải là duy nhất và có thể không được áp dụng đầy đủ cho công nghiệp hóa. Có nhiều phương pháp chuẩn bị, chẳng hạn như phương pháp vi sinh vật hữu cơ, rượu, vv?
3 Tiến bộ trong phát triển công nghiệp
Sản xuất công nghiệp thường không áp dụng một phương pháp duy nhất, mà là dựa trên điểm mạnh và bổ sung cho các điểm yếu và kết hợp một số phương pháp để đạt được chất lượng sản phẩm cao, chi phí thấp và quy trình an toàn và hiệu quả cần thiết để thương mại hóa. Công ty TNHH Công nghệ hóa học Guangdong Huizhou Ruier gần đây đã đạt được tiến bộ công nghiệp trong việc phát triển các vật liệu nano đất hiếm. Sau nhiều phương pháp thăm dò và vô số thử nghiệm, một phương pháp phù hợp hơn cho sản xuất công nghiệp - phương pháp gel vi sóng đã được tìm thấy. Ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là: Phản ứng gel 10 ngày ban đầu được rút ngắn xuống còn 1 ngày, do đó hiệu quả sản xuất tăng 10 lần, chi phí giảm đáng kể và chất lượng sản phẩm tốt, diện tích bề mặt lớn, phản ứng thử nghiệm của người dùng là tốt, giá cao hơn 30% so với các sản phẩm của Mỹ và Nhật Bản.
Gần đây, các thí nghiệm công nghiệp đã được thực hiện bằng phương pháp kết tủa, chủ yếu sử dụng nước amoniac và amoniac cacbonat để kết tủa, và sử dụng dung môi hữu cơ để mất nước và xử lý bề mặt. Phương pháp này có một quy trình đơn giản và chi phí thấp, nhưng chất lượng sản phẩm kém, và vẫn còn một số kết tụ cần cải thiện và cải thiện hơn nữa.?
Trung Quốc là một quốc gia lớn trong tài nguyên trái đất hiếm. Sự phát triển và ứng dụng của các vật liệu nano đất hiếm đã mở ra các con đường mới để sử dụng hiệu quả tài nguyên đất hiếm, mở rộng phạm vi của các ứng dụng đất hiếm, thúc đẩy sự phát triển của các vật liệu chức năng mới, tăng xuất khẩu các sản phẩm giá trị gia tăng cao và cải thiện khả năng kiếm tiền ngoại hối. Điều này có ý nghĩa thực tế quan trọng trong việc biến lợi thế tài nguyên thành lợi thế kinh tế.
Thời gian đăng: Tháng 6-27-2023