Prvky vzácných zeminsamy mají bohaté elektronické struktury a vykazují mnoho optických, elektrických a magnetických vlastností. Po nanomaterializaci vzácných zemin vykazuje mnoho vlastností, jako je efekt malé velikosti, vysoký specifický povrchový efekt, kvantový efekt, extrémně silné optické, elektrické, magnetické vlastnosti, supravodivost, vysoká chemická aktivita atd., což může výrazně zlepšit výkon a funkci materiálů a vyvíjet mnoho nových materiálů. Bude hrát důležitou roli v high-tech oborech, jako jsou optické materiály, materiály vyzařující světlo, krystalové materiály, magnetické materiály, bateriové materiály, elektrokeramika, technická keramika, katalyzátory atd.?
1、 Současný vývojový výzkum a aplikační oblasti
1. Luminiscenční materiál vzácných zemin: Nano fluorescenční prášek vzácných zemin (prášek pro barevnou televizi, prášek pro lampy) se zlepšenou světelnou účinností výrazně sníží množství použitých vzácných zemin. Hlavně pomocíY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Kandidát na nové materiály pro barevnou televizi s vysokým rozlišením.
2. Nano supravodivé materiály: supravodiče YBCO připravené pomocí Y2O3, zejména tenkovrstvé materiály, mají stabilní výkon, vysokou pevnost, snadné zpracování, blízko praktické fázi a široké vyhlídky.
3. Nanomagnetické materiály vzácných zemin: používají se pro magnetickou paměť, magnetickou tekutinu, obří magnetorezistenci atd., což výrazně zlepšuje výkon, činí zařízení vysoce výkonnými a miniaturizovanými. Například oxidové obří magnetorezistentní terče (REMnO3 atd.).?
4. Vysoce výkonná keramika vzácných zemin: Elektrokeramika (elektronické senzory, PTC materiály, mikrovlnné materiály, kondenzátory, termistory atd.) připravená ultrajemnými nebo nanometrovými Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 atd., jejichž elektrické vlastnosti, tepelné vlastnosti a stabilita byly výrazně zlepšeny, jsou důležitým aspektem modernizace elektronických materiálů. Keramika slinovaná při nižších teplotách, jako je nano Y2O3 a ZrO2, má silnou pevnost a houževnatost a používá se v zařízeních odolných proti opotřebení, jako jsou ložiska a řezné nástroje; Výkon vícevrstvých kondenzátorů a mikrovlnných zařízení vyrobených z nano Nd2O3, Sm2O3 atd. se výrazně zlepšil.?
5. Nanokatalyzátory vzácných zemin: V mnoha chemických reakcích se používají katalyzátory vzácných zemin. Pokud se použijí nanokatalyzátory vzácných zemin, jejich katalytická aktivita a účinnost se výrazně zlepší. Současný nano prášek CeO2 má výhody vysoké aktivity, nízké ceny a dlouhé životnosti v čističce výfukových plynů automobilů a nahradil většinu drahých kovů s roční spotřebou tisíců tun.?
6. Absorbér ultrafialového záření vzácných zemin:Nano CeO2prášek má silnou absorpci ultrafialových paprsků a používá se v opalovací kosmetice, opalovacích vláknech, automobilových sklech atd.?
7. Přesné leštění vzácných zemin: CeO2 má dobrý leštící účinek na sklo a jiné materiály. Nano CeO2 má vysokou přesnost leštění a používá se v displejích z tekutých krystalů, křemíkových waferech, skladování skla atd. Stručně řečeno, aplikace nanomateriálů vzácných zemin právě začala a soustředí se v oblasti high-tech nových materiálů s vysokou přidaná hodnota, široký rozsah použití, obrovský potenciál a velmi slibné komerční vyhlídky.
2、 Technologie přípravy
V současné době přitahuje jak výroba, tak aplikace nanomateriálů pozornost z různých zemí. Čínská nanotechnologie pokračuje v pokroku a průmyslová výroba nebo zkušební výroba byla úspěšně prováděna v nanoměřítku SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 a dalších práškových materiálů. Současný výrobní proces a vysoké výrobní náklady jsou však jeho fatální slabinou, která ovlivní široké uplatnění nanomateriálů. Proto je nutné neustálé zlepšování.?
Díky speciální elektronové struktuře a velkému atomovému poloměru prvků vzácných zemin se jejich chemické vlastnosti velmi liší od ostatních prvků. Proto se také způsob přípravy a technologie následné úpravy nanooxidů vzácných zemin liší od ostatních prvků. Mezi hlavní výzkumné metody patří:?
1. Metoda srážení: včetně srážení kyseliny šťavelové, srážení uhličitanu, srážení hydroxidů, homogenní srážení, srážení komplexů atd. Největším rysem této metody je, že roztok rychle nukleuje, snadno se ovládá, zařízení je jednoduché a může vyrábět vysoce čisté produkty. Ale je obtížné filtrovat a snadno agregovat?
2. Hydrotermální metoda: Urychlit a posílit hydrolytickou reakci iontů za podmínek vysoké teploty a tlaku a vytvořit rozptýlená nanokrystalická jádra. Touto metodou lze získat nanometrové prášky s rovnoměrnou disperzí a úzkou distribucí velikosti částic, ale vyžaduje vysokoteplotní a vysokotlaké zařízení, jehož provoz je drahý a nebezpečný.
3. gelová metoda: Je důležitou metodou pro přípravu anorganických materiálů a hraje významnou roli v anorganické syntéze. Při nízké teplotě mohou organokovové sloučeniny nebo organické komplexy tvořit sol prostřednictvím polymerizace nebo hydrolýzy a za určitých podmínek tvořit gel. Dalším tepelným zpracováním lze získat ultrajemné rýžové nudle s větším specifickým povrchem a lepší disperzí. Tento způsob lze provádět za mírných podmínek, což vede k prášku s větším povrchem a lepší dispergovatelností. Reakční doba je však dlouhá a její dokončení trvá několik dní, takže je obtížné splnit požadavky industrializace?
4. Metoda na pevné fázi: vysokoteplotní rozklad se provádí pomocí pevné sloučeniny nebo meziproduktu se suchým prostředím. Například dusičnan vzácných zemin a kyselina šťavelová se mísí mletím v pevné fázi za vzniku meziproduktu šťavelanu vzácných zemin, který se pak rozkládá při vysoké teplotě a získá se ultrajemný prášek. Tato metoda má vysokou reakční účinnost, jednoduché vybavení a snadnou obsluhu, ale výsledný prášek má nepravidelnou morfologii a špatnou uniformitu.
Tyto metody nejsou jedinečné a nemusí být plně použitelné pro industrializaci. Existuje mnoho způsobů přípravy, jako je organická mikroemulzní metoda, alkoholýza atd.?
3、 Pokrok v průmyslovém rozvoji
Průmyslová výroba často nepřijímá jedinou metodu, ale spíše čerpá ze silných stránek a doplňuje slabé stránky a kombinuje několik metod k dosažení vysoké kvality produktu, nízkých nákladů a bezpečného a efektivního procesu potřebného pro komercializaci. Společnost Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. nedávno dosáhla průmyslového pokroku ve vývoji nanomateriálů vzácných zemin. Po mnoha metodách průzkumu a nesčetných testech byla nalezena metoda, která je vhodnější pro průmyslovou výrobu - metoda mikrovlnného gelu. Největší výhodou této technologie je, že: původní 10denní gelová reakce je zkrácena na 1 den, takže efektivita výroby se zvyšuje 10krát, náklady jsou výrazně sníženy a kvalita produktu je dobrá, povrch je velký , uživatelská zkušební reakce je dobrá, cena je o 30% nižší než u amerických a japonských produktů, což je mezinárodně velmi konkurenceschopné, dosáhnete mezinárodní pokročilé úrovně.?
V poslední době byly prováděny průmyslové experimenty s použitím srážecí metody, zejména s použitím čpavkové vody a uhličitanu amonného pro srážení a použitím organických rozpouštědel pro dehydrataci a povrchovou úpravu. Tato metoda má jednoduchý proces a nízké náklady, ale kvalita produktu je špatná a stále existují některé aglomerace, které potřebují další zlepšení a vylepšení.
Čína je významnou zemí ve zdrojích vzácných zemin. Vývoj a aplikace nanomateriálů vzácných zemin otevřely nové cesty pro efektivní využití zdrojů vzácných zemin, rozšířily rozsah aplikací vzácných zemin, podpořily vývoj nových funkčních materiálů, zvýšily export produktů s vysokou přidanou hodnotou a zlepšily zahraniční směnné možnosti výdělku. To má důležitý praktický význam pro přeměnu výhod zdrojů na ekonomické výhody.
Čas odeslání: 27. června 2023