Haruldased muldmetallidneil on rikkalikud elektroonilised struktuurid ja neil on palju optilisi, elektrilisi ja magnetilisi omadusi. Pärast haruldaste muldmetallide nanomaterialiseerimist on sellel palju omadusi, nagu väikese suuruse efekt, kõrge eripinnaefekt, kvantefekt, äärmiselt tugevad optilised, elektrilised, magnetilised omadused, ülijuhtivus, kõrge keemiline aktiivsus jne, mis võivad jõudlust ja funktsiooni oluliselt parandada. materjale ja töötada välja palju uusi materjale. See mängib olulist rolli kõrgtehnoloogilistes valdkondades, nagu optilised materjalid, valgust kiirgavad materjalid, kristallmaterjalid, magnetmaterjalid, akumaterjalid, elektrokeraamika, insenerkeraamika, katalüsaatorid jne?
1、 Praegused arendusuuringud ja rakendusvaldkonnad
1. Haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjal: haruldaste muldmetallide nanofluorestseeruv pulber (värvilise teleri pulber, lambipulber), millel on parem valgusefektiivsus, vähendab oluliselt kasutatud haruldaste muldmetallide kogust. Peamiselt kasutadesY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Kas soovite kõrglahutusega värvitelevisiooni jaoks uusi materjale valida.
2. Nanoülijuhtivad materjalid: YBCO ülijuhtidel, mis on valmistatud Y2O3, eriti õhukeste kilematerjalide abil, on stabiilne jõudlus, kõrge tugevus, lihtne töödelda, praktilise etapi lähedal ja laialdased väljavaated.
3. Haruldaste muldmetallide nanomagnetmaterjalid: kasutatakse magnetmälu, magnetvedeliku, hiiglasliku magnetresistentsuse jms jaoks, mis parandavad oluliselt jõudlust, muutes seadmed suure jõudlusega ja miniatuurseks. Näiteks oksiidhiiglaslikud magnetresistentsuse sihtmärgid (REMnO3 jne).?
4. Haruldaste muldmetallide kõrgjõudlusega keraamika: ülipeen- või nanomeetriga Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 jne valmistatud elektrokeraamika (elektroonilised andurid, PTC materjalid, mikrolainematerjalid, kondensaatorid, termistorid jne), mille elektrilised omadused, termilised omadused ja stabiilsus on oluliselt paranenud, on elektrooniliste materjalide uuendamise oluline aspekt. Madalamatel temperatuuridel paagutatud keraamika, nagu nano Y2O3 ja ZrO2, on tugeva tugevuse ja sitkusega ning seda kasutatakse kulumiskindlates seadmetes, nagu laagrid ja lõikeriistad; Nano Nd2O3, Sm2O3 jne mitmekihiliste kondensaatorite ja mikrolaineseadmete jõudlus on oluliselt paranenud.?
5. Haruldaste muldmetallide nanokatalüsaatorid: paljudes keemilistes reaktsioonides kasutatakse haruldasi muldmetallide katalüsaatoreid. Kui kasutatakse haruldaste muldmetallide nanokatalüsaatoreid, paraneb nende katalüütiline aktiivsus ja efektiivsus oluliselt. Praeguse CeO2 nanopulbri eelisteks on kõrge aktiivsus, madal hind ja pikk kasutusiga autode heitgaaside puhastites ning see on asendanud enamiku väärismetallidest, mille aastane tarbimine on tuhandeid tonne.
6. Haruldaste muldmetallide ultraviolettabsorber:Nano CeO2pulbril on tugev ultraviolettkiirguse neeldumine ja seda kasutatakse päikesekaitsetoodetes, päikesekaitsetoodetes, autoklaasides jne?
7. Haruldaste muldmetallide täppispoleerimine: CeO2-l on hea klaasi ja muude materjalide poleerimine. Nano CeO2 on suure poleerimise täpsusega ja seda on kasutatud vedelkristallkuvarites, räniplaatides, klaasihoidlates jne. Lühidalt öeldes on haruldaste muldmetallide nanomaterjalide kasutamine just alanud ja on koondunud kõrgtehnoloogiliste uute materjalide valdkonda, millel on kõrged omadused. lisandväärtus, lai kasutusala, tohutu potentsiaal ja väga paljutõotavad äriväljavaated.
2 、 Ettevalmistustehnoloogia
Praegu on nii nanomaterjalide tootmine kui ka rakendamine äratanud tähelepanu erinevatest riikidest. Hiina nanotehnoloogia edeneb jätkuvalt ning tööstuslikku tootmist või proovitootmist on edukalt läbi viidud nanomõõtmetes SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 ja muudes pulbermaterjalides. Kuid praegune tootmisprotsess ja kõrged tootmiskulud on selle saatuslik nõrkus, mis mõjutab nanomaterjalide laialdast kasutamist. Seetõttu on vajalik pidev täiustamine.?
Haruldaste muldmetallide erilise elektroonilise struktuuri ja suure aatomiraadiuse tõttu on nende keemilised omadused teistest elementidest väga erinevad. Seetõttu erineb ka haruldaste muldmetallide nanooksiidide valmistamismeetod ja järeltöötlustehnoloogia teistest elementidest. Peamised uurimismeetodid on järgmised:
1. Sadestamismeetod: sealhulgas oksaalhappe sadestamine, karbonaadi sadestamine, hüdroksiidi sadestamine, homogeenne sadestamine, kompleksi sadestamine jne. Selle meetodi suurim omadus on see, et lahus tuumastub kiiresti, seda on lihtne kontrollida, seade on lihtne ja suudab toota. kõrge puhtusastmega tooted. Kuid seda on raske filtreerida ja lihtne koondada?
2. Hüdrotermiline meetod: kiirendada ja tugevdada ioonide hüdrolüüsireaktsiooni kõrge temperatuuri ja rõhu tingimustes ning moodustada hajutatud nanokristallilisi tuumasid. Selle meetodi abil on võimalik saada ühtlase dispersiooni ja kitsa osakeste suuruse jaotusega nanomeetrilisi pulbreid, kuid selleks on vaja kõrge temperatuuri ja kõrgsurveseadmeid, mille kasutamine on kallis ja ohtlik.
3. geelimeetod: see on oluline meetod anorgaaniliste materjalide valmistamiseks ja mängib olulist rolli anorgaaniliste ainete sünteesis. Madalal temperatuuril võivad metallorgaanilised ühendid või orgaanilised kompleksid polümerisatsiooni või hüdrolüüsi teel moodustada sooli ja teatud tingimustel moodustada geeli. Edasine kuumtöötlemine võib anda ülipeeneid riisinuudleid, millel on suurem eripind ja parem dispersioon. Seda meetodit saab kasutada pehmetes tingimustes, mille tulemuseks on suurema pindalaga ja parema dispergeeritavusega pulber. Reaktsiooniaeg on aga pikk ja võtab aega mitu päeva, mis muudab industrialiseerimise nõuete täitmise keeruliseks?
4. Tahkefaasi meetod: kõrgtemperatuuriline lagunemine viiakse läbi tahke ühendi või vahepealse kuiva keskkonna reaktsiooni kaudu. Näiteks segatakse haruldaste muldmetallide nitraat ja oksaalhape tahke faasi kuuljahvatamise teel, et moodustada haruldaste muldmetallide oksalaadi vaheühend, mis seejärel kõrgel temperatuuril laguneb, et saada ülipeen pulber. Sellel meetodil on kõrge reaktsioonitõhusus, lihtne varustus ja lihtne töö, kuid saadud pulber on ebakorrapärase morfoloogia ja halva ühtlusega.?
Need meetodid ei ole ainulaadsed ja ei pruugi olla täielikult rakendatavad industrialiseerimisel. Valmistamismeetodeid on palju, näiteks orgaanilise mikroemulsiooni meetod, alkoholüüs jne?
3. Tööstuse arengu edusammud
Tööstuslik tootmine ei kasuta sageli ühte meetodit, vaid pigem tugineb tugevatele külgedele ja täiendab nõrkusi ning kombineerib mitut meetodit, et saavutada turustamiseks vajalik kõrge tootekvaliteet, madalad kulud ning ohutu ja tõhus protsess. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. on hiljuti teinud tööstuslikke edusamme haruldaste muldmetallide nanomaterjalide väljatöötamisel. Pärast paljusid uurimismeetodeid ja lugematuid katseid leiti tööstuslikuks tootmiseks sobivam meetod - mikrolainegeeli meetod. Selle tehnoloogia suurim eelis on see, et: algset 10-päevast geelireaktsiooni lühendatakse 1 päevani, nii et tootmise efektiivsus suureneb 10 korda, kulud vähenevad oluliselt ja toote kvaliteet on hea, pindala on suur. , kasutajaproovi reaktsioon on hea, hind on 30% madalam kui Ameerika ja Jaapani toodetel, mis on rahvusvaheliselt väga konkurentsivõimeline, saavutada rahvusvaheline kõrgtase.?
Viimasel ajal on tehtud tööstuslikke katseid sadestamismeetodil, kasutades sadestamiseks peamiselt ammoniaakvett ja ammoniaakkarbonaati ning dehüdratsiooniks ja pinnatöötluseks orgaanilisi lahusteid. Sellel meetodil on lihtne protsess ja madal hind, kuid toote kvaliteet on halb ja mõned linnastud vajavad veel täiustamist ja täiustamist.?
Hiina on haruldaste muldmetallide ressursside poolest suur riik. Haruldaste muldmetallide nanomaterjalide väljatöötamine ja rakendamine on avanud uusi võimalusi haruldaste muldmetallide ressursside tõhusaks kasutamiseks, laiendanud haruldaste muldmetallide rakenduste ulatust, edendanud uute funktsionaalsete materjalide väljatöötamist, suurendanud kõrge lisandväärtusega toodete eksporti ja parandanud välismaist päritolu. valuuta teenimise võimalused. Sellel on oluline praktiline tähtsus ressursieeliste muutmisel majanduslikeks eelisteks.
Postitusaeg: 27. juuni 2023