Ho sabíeu? Karl Auer va descobrir l'element neodimi a Viena el 1885. Mentre estudiava tetrahidrat de dinitrat d'amoni, ORR va separar el neodimi ipraseodimiA partir d’una barreja de neodimi i praseodimi mitjançant l’anàlisi espectroscòpica. Per tal de commemorar el descobridor deyttrium, el químic alemany Welsbach, Orr anomenat neodymium "Neodimi", derivat de les paraules gregues" neos "que significa" nou "i" didymos "que significa" bessons ".
Després que Orr va descobrir l'elementneodimi, altres químics eren escèptics del descobriment. No obstant això, el 1925 es va produir la primera mostra pura del metall. A la dècada de 1950, la divisió química de Lindsay
Va realitzar la purificació comercial de neodimi mitjançant mètodes d’intercanvi d’ions.
Durant un temps després del descobriment del neodimi, no es va utilitzar àmpliament. No obstant això, amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia, el Neodymium Element ha començat a utilitzar -se en molts camps a causa de les seves propietats físiques i químiques úniques. A la dècada de 1930, es va utilitzar un neodimi comercial com a colorant de vidre i es va utilitzar un vidre de neodimi per crear vidre vermellós o de color taronja.
Neodimiha cridat molta atenció a causa de les seves propietats físiques i químiques úniques. Sobretot en els darrers anys, l’aplicació deneodimiEn molts camps ha continuat expandint -se i el seu valor ha esdevingut cada cop més destacat. Aleshores, què és tan únic del neodimi? Avui, descobrim el misteri del neodimi.
Camps d'aplicació de l'element de neodimi
1. Materials magnètics: L’aplicació més comuna del neodimi es troba en la fabricació d’imants permanents. En particular, els imants de bor de ferro de neodimi (NDFEB) són entre els més conegutsimants permanents. Aquests imants s’utilitzen àmpliament per convertir i emmagatzemar energia en dispositius com motors, generadors, equips d’imatge de ressonància magnètica, discs durs, altaveus i vehicles elèctrics.
2. Aliatge NDFEB: A més d’utilitzar-se en materials d’imants permanents, el neodimi també s’utilitza per fer aliatge NDFEB, que és un material estructural de gran resistència i lleuger que s’utilitza per fabricar motors d’avions,Parts automobilístiques i altres materials d’alt rendiment. Aplicació de força.
3. Aliatge de ferro de neodimi: el neodim també es pot aliat amb ferro per fer materials magnètics d’alt rendiment, com en aplicacions de motor i generador en vehicles elèctrics.
5. Tractament de l’aigua: es poden utilitzar compostos de neodimi en el tractament de l’aigua, especialment per eliminar els fosfats a les aigües residuals purificades. Això té implicacions importants per a la protecció del medi ambient i la gestió dels recursos hídrics.
5. NDFEB en pols: el neodimi té un paper important en la fabricació de pols NDFEB, que s’utilitzen en la producció d’imants permanents.
.
7. Compostos de neodimi: els compostos de neodimi també s’utilitzen en alguns aliatges i catalitzadors d’alta temperatura.
Les propietats magnètiques i químiques úniques del neodimi la fan àmpliament utilitzada en molts camps, especialment en l’electrònica, l’energia i la ciència dels materials.
Propietats físiques del neodimiNeodimiSímbol químic: Nd, nombre atòmic: 60. És un element de terra rara amb una sèrie de propietats físiques úniques. A continuació es mostra una introducció detallada a les propietats físiques del neodimi:
1. Densitat: la densitat del neodimi és d’uns 7,01 g/centímetre cúbic. Això el fa més lleuger que molts altres elements metàl·lics, però encara relativament dens.
2. Punts de fusió i ebullició: el punt de fusió del neodimi és aproximadament de 1024 graus centígrads (1875 graus Fahrenheit), mentre que el punt d’ebullició és d’aproximadament 3074 graus centígrads (5565 graus Fahrenheit). Això indica que el neodimi té punts de fusió i ebullició relativament elevats, cosa que el fa estable en ambients d’alta temperatura.
3. Estructura de cristall: el neodimi presentarà diferents estructures de cristall a diferents temperatures. A temperatura ambient, té una estructura més propera hexagonal, però canvia a una estructura cúbica centrada en el cos quan la temperatura s’eleva a uns 863 graus centígrads.
4. Magnetisme:Neodimiés paramagnètic a temperatura ambient, cosa que significa que està atret pels camps magnètics externs. No obstant això, quan es refreda a temperatures molt baixes (aproximadament -253,2 graus centígrads o -423,8 graus Fahrenheit), es converteix en antiferromagnètic, que presenta les propietats contràries del magnetisme regular.
5. Conductivitat elèctrica: el neodimi és un conductor relativament pobre de l’electricitat, amb baixa conductivitat elèctrica. Això significa que no és un bon conductor de l’electricitat i no és adequat per a aplicacions com els cables electrònics.
6. Conductivitat tèrmica: el neodimi també té una conductivitat tèrmica relativament baixa, cosa que la fa inadequada per a aplicacions de conductivitat tèrmica.
7. Color i llustre: el neodimi és un metall blanc de plata amb una brillantor lustre metàl·lica.
8. Radioactivitat: Tots els elements de la Terra Rare tenen certa radioactivitat, però el neodimi és molt feble radioactiu, de manera que el risc de radiació per als humans és molt baix.
Les propietats físiques del neodimi fan que sigui valuós en aplicacions específiques, particularment en la fabricació de materials ferromagnètics i aliatges d’alta temperatura. Les seves propietats paramagnètiques i antiferromagnètiques també tenen una certa importància en l’estudi de materials magnètics i materials quàntics.
Propietats químiques del neodimi
Neodimi(Símbol químic: ND) és un element de terra rara amb una sèrie de propietats químiques especials. A continuació es mostra una introducció detallada a les propietats químiques del neodimi:
1. Reactivitat: el neodimi és un tipus relativament actiu d’elements de terra rara. A l’aire, el neodimi reacciona ràpidament amb l’oxigen per formar òxids de neodimi. Això fa que el neodimi sigui incapaç de mantenir la seva superfície brillant a temperatura ambient i s’oxida ràpidament.
2. Solubilitat: el neodimi es pot dissoldre en alguns àcids, com l’àcid nítric concentrat (HNO3) i l’àcid clorhídric concentrat (HCl), però la seva solubilitat en l’aigua és baixa.
3. Compostos: el neodimi pot formar una varietat de compostos, normalment amb oxigen, halogen, sofre i altres elements per formar compostos, com òxids, sulfurs, etc.
4. Estat d’oxidació: el neodimi sol existir en l’estat d’oxidació +3, que és el seu estat d’oxidació més estable. No obstant això, en determinades condicions, també es pot formar l'estat d'oxidació +2.
5. Formació d’aliatge: el neodimi pot formar aliatges amb altres elements, especialment amb metalls com el ferro i l’alumini per formar aliatges de neodimi. Aquests aliatges sovint tenen aplicacions importants en materials magnètics i estructurals.
6. Reactivitat química: el neodimi pot servir de catalitzador o participar en el procés de reacció en algunes reaccions químiques, especialment en els camps d’aliatges i ciències de materials d’alta temperatura.
7. Propietat oxidant: a causa de la seva naturalesa relativament activa, el neodimi pot actuar com a agent oxidant en algunes reaccions químiques, provocant que altres substàncies perdin electrons.
Les propietats químiques del neodimi fan que tingui un paper important en els camps d’aplicació específics, especialment en materials magnètics, aliatges d’alta temperatura i investigació en ciències de materials.
Propietats biològiques del neodimi
L’aplicació del neodimi en el camp biomèdic és relativament limitada perquè no és un element requerit en els organismes vius i la seva radioactivitat és feble, cosa que fa que no sigui adequat per a la imatge de medicina nuclear. Tot i això, hi ha algunes àrees de recerca i aplicació que impliquen neodimi. A continuació es mostra una introducció detallada de les propietats biomèdiques del neodimi:
1. Agent de contrast de ressonància magnètica (RMN): Tot i que no és un agent de contrast clínic que s’utilitza habitualment, es pot utilitzar un neodimi preparar un agent de contrast de ressonància magnètica. Combinar ions de neodimi en estructures moleculars específiques pot millorar el contrast de les imatges de RMN, cosa que fa que certs teixits o lesions siguin més fàcils d’observar. Aquesta aplicació encara es troba en la fase de recerca, però té potencial per a la imatge biomèdica.
2. Nanopartícules de neodimi: els investigadors han desenvolupat nanopartícules basades en neodimi que es podrien utilitzar per al lliurament de fàrmacs i el tractament del càncer. Aquestes nanopartícules es poden introduir al cos i després alliberar fàrmacs dins de cèl·lules receptores o realitzar tractaments com la teràpia amb calor. Les propietats magnètiques d’aquestes partícules també es poden utilitzar per guiar i controlar el curs del tractament.
3. Tractament del tumor: Tot i que no és un tractament directe, la investigació demostra que els imants de neodimi es poden utilitzar conjuntament amb altres tractaments, com la teràpia amb calor magnètica. En aquest mètode, les partícules d’imants de neodimi s’introdueixen al cos i s’escalfen sota la influència d’un camp magnètic extern per destruir cèl·lules tumorals. Es tracta d’un tractament experimental i encara s’està estudiant.
4. Eines de recerca: Alguns compostos de l’element neodimi es poden utilitzar com a eines experimentals en investigacions biomèdiques, com en l’estudi de la biologia cel·lular i molecular. Aquests compostos s’utilitzen habitualment per estudiar àrees com el lliurament de fàrmacs, la bioanàlisi i la imatge molecular.
Cal destacar que l’aplicació del neodimi en el camp biomèdic és relativament nova i encara està en desenvolupament i investigació continu. Les seves aplicacions estan limitades per les seves propietats rares i radioactives i requereixen una consideració acurada. Quan s’utilitza neodimi o els seus compostos, cal seguir les directrius de seguretat i ètiques per assegurar -se que no tinguin efectes negatius sobre els humans i el medi ambient.
Distribució natural del neodimi
El neodimi és un element de terra rara que es distribueix relativament a la natura. A continuació es mostra una introducció detallada a la distribució del neodimi a la natura:
1. Existència a l'escorça terrestre: el neodimi és un dels elements de la terra rara presents a l'escorça terrestre i la seva abundància és d'aproximadament 38 mg/kg. Això fa que el neodimi sigui relativament abundant a l’escorça terrestre, situant -se en segon lloc entre els elements de la Terra Rara, després del cerium. El neodimi es produeix en una abundància molt més alta que alguns metalls comuns com el tungstè, el plom i la llauna.
2. A la terra rara minerals: el neodimi normalment no existeix en forma d’elements lliures, sinó en forma de compostos en minerals de la terra rara. El neodimi es troba en alguns minerals de terres rares importants com la monazita i el bastnäsite. El neodimi d’aquests minerals es pot separar mitjançant processos de fosa i extracció per a aplicacions comercials.
3. En dipòsits de metalls preciosos: de vegades es pot trobar neodimi en alguns dipòsits de metalls preciosos, com ara dipòsits d'or, plata, coure i urani. Tot i això, sol estar present en quantitats relativament petites.
5. Per tant, l'extracció de neodimi de l'aigua de mar en general no és un mètode econòmicament viable.
El neodimi té una certa abundància a l'escorça terrestre, però es troba principalment en minerals de la Terra Rara. L’extracció i l’aïllament del neodimi requereix sovint processos complexos de fosa i perfecció per satisfer les necessitats d’aplicacions comercials i industrials. Els elements de la Terra Rara com el neodimi tenen un paper important en la tecnologia i la indústria modernes, de manera que la investigació i la gestió del seu subministrament i distribució són crucials.
Mineria, extracció i fosa del neodimi
La mineria i la producció de neodimi és un procés complex que sol implicar els passos següents:
1. Mineria de dipòsits de terra rara: el neodimi es troba principalment en minerals de terra rara, com la monazita i el bastnäsite. Els minerals de la terra rara són el primer pas en la producció de neodimi. Es tracta de prospecció geològica, mineria, excavació i l’extracció de mineral.
2. Processament del mineral: Un cop extret el mineral miner, ha de passar per una sèrie de passos de processament físic i químic per separar i extreure elements de la Terra Rare, inclòs el neodimi. Aquests passos de tractament poden incloure comminució, mòlta, flotació, lixiviació àcida i dissolució.
3. Separació i extracció de neodimi: després del processament del mineral, la purina que conté elements de terra rara sol requerir una separació i extracció més. Normalment implica mètodes de separació química com l'extracció de dissolvents o l'intercanvi d'ions. Aquests mètodes permeten separar -se gradualment diferents elements de terra rara.
. Això pot incloure mètodes com l'extracció de dissolvents, la reducció i l'electròlisi.
5. Preparació d’aliatge: Algunes aplicacions de neodimi requereixen aliatge amb altres elements metàl·lics, com el ferro, el bor i l’alumini, per preparar aliatges de neodimi per fabricar materials magnètics o aliatges d’alta temperatura.
6. Preparació en productes: Els elements de neodimi es poden utilitzar encara més per preparar diversos productes, com ara imants, imants permanents, agents de contrast de ressonància magnètica, nanopartícules, etc. Aquests productes es poden utilitzar en camps de ciències electròniques, mèdiques, energètiques i materials.
És important tenir en compte que la mineria i la producció d’elements de la terra rara és un procés complex que sovint requereix estrictes estàndards ambientals i de seguretat. A més, la cadena de subministrament de la mineria i la producció d’elements de terres rares també es veu afectada per la geopolítica i les fluctuacions del mercat, de manera que la producció i el subministrament d’elements de la Terra Rare han cridat l’atenció internacional.
Mètode de detecció de l'element de neodimi
1. Espectrometria d’absorció atòmica (AAS): l’espectrometria d’absorció atòmica és un mètode d’anàlisi quantitatiu d’ús comú, adequat per mesurar el contingut d’elements metàl·lics. En convertir la mostra que es mesura en àtoms o ions simples, irradiant la mostra amb una font de llum d’una longitud d’ona específica i mesurant l’absorció de la llum, es pot determinar el contingut de l’element metàl·lic de la mostra. L’AAS té els avantatges d’alta sensibilitat, bona selectivitat i fàcil funcionament.
2. Mètode d’exploració espectral: El mètode d’exploració espectral determina el contingut d’elements mesurant l’absorció o l’emissió de llum a diferents longituds d’ona de la mostra. Els mètodes d’escaneig espectral d’ús comú inclouen l’espectroscòpia d’absorció ultraviolada (UV-VIS), l’espectroscòpia de fluorescència i l’espectroscòpia d’emissió atòmica (AES). Aquests mètodes poden mesurar el contingut de neodimi en mostres seleccionant longituds d'ona adequades i control dels paràmetres d'instruments.
3. Espectrometria de fluorescència de rajos X (XRF): l’espectrometria de fluorescència de rajos X és un mètode analític no destructiu adequat per mesurar el contingut elemental en sòlids, líquids i gasos. Aquest mètode determina el contingut dels elements emetent la radiació de fluorescència característica després que la mostra s’emocioni pels raigs X, i mesurant la posició màxima i la intensitat de l’espectre de fluorescència. XRF té els avantatges de la mesura ràpida, sensible i simultània de diversos elements.
4. Espectrometria de masses plasmàtiques acoblades inductivament (ICP-MS): ICP-MS és un mètode analític altament sensible adequat per mesurar traça i elements d’ultra-traça. Aquest mètode determina el contingut dels elements convertint la mostra a mesurar-se en ions carregats, utilitzant plasma a alta temperatura generat per plasma acoblat inductivament per ionitzar la mostra i, després, utilitzar un espectròmetre de masses per a l’anàlisi de massa. ICP-MS té una sensibilitat, selectivitat extremadament elevada i la capacitat de mesurar diversos elements simultàniament.
5. Espectrometria d’emissió òptica de plasma acoblat inductivament (ICP-OES): El principi de treball d’ICP-OES és utilitzar els àtoms i ions d’estat excitats en el plasma d’alta temperatura generat per plasma acoblat inductivament (ICP) per transició i emetre línies específiques específiques específiques. . Com que cada element té diferents línies espectrals, els elements d'una mostra es poden determinar mesurant aquestes línies espectrals
Aquests mètodes de detecció es poden seleccionar segons sigui necessari, segons el tipus de mostra, la sensibilitat de detecció necessària i les condicions analítiques. En aplicacions pràctiques, es pot seleccionar el mètode més adequat per determinar el contingut del praseodimi basat en la investigació o les necessitats industrials.
Aplicació específica del mètode d’absorció atòmica per mesurar l’element de neodimi
En la mesura dels elements, el mètode d’absorció atòmica té una alta precisió i sensibilitat, proporcionant un mitjà eficaç per estudiar les propietats químiques, la composició composta i el contingut d’elements.
A continuació, es va utilitzar l’absorció atòmica per mesurar la quantitat de neodimi. Els passos específics són els següents:
Prepareu la mostra per provar -la. Per preparar la mostra per mesurar -la en una solució, generalment és necessari utilitzar àcid mixt per a la digestió per facilitar la mesura posterior.
Trieu l’espectròmetre d’absorció atòmica adequada. Seleccioneu un espectròmetre d’absorció atòmica adequada basat en les propietats de la mostra a mesurar i el rang de contingut de neodimi que cal mesurar.
Ajusteu els paràmetres de l’espectròmetre d’absorció atòmica. Segons l’element que s’ha de mesurar i el model d’instrument, ajusteu els paràmetres de l’espectròmetre d’absorció atòmica, inclosa la font de llum, l’atomitzador, el detector, etc.
Mesureu l’absorbància del neodimi. La mostra a provar es col·loca a l’atomitzador i la radiació de llum d’una longitud d’ona específica s’emet a través de la font de llum. L’element de neodimi a mesurar absorbirà aquesta radiació lleugera i produirà una transició a nivell d’energia. L’absorbància del neodimi es mesura amb un detector. Calculeu el contingut del neodimi. A partir de l’absorbància i la corba estàndard, es va calcular el contingut de l’element de neodimi.
A través del contingut anterior, podem entendre clarament la importància i la singularitat del neodimi. Com a un dels elements de la Terra Rara, el neodimi té propietats físiques i químiques úniques, que la fan àmpliament utilitzada en la ciència i la tecnologia modernes. Des de materials magnètics fins a instruments òptics, des de la catàlisi fins a l’aeroespacial, el neodimi té un paper clau. Tot i que encara hi ha moltes incògnites sobre la nostra comprensió i aplicacions del neodimi, amb l’avançament continu de la ciència i la tecnologia, tenim raons per creure que podrem comprendre més profundament el neodimi en el futur i utilitzar les seves propietats úniques per aportar beneficis al desenvolupament de la societat humana. Vine a més oportunitats i benediccions.
Posada Posada: 10-2024 de desembre-2024