दुर्लभ पृथ्वी नैनोमटेरियल्स का अनुप्रयोग और उत्पादन प्रौद्योगिकी

दुर्लभ पृथ्वी तत्वउनके पास समृद्ध इलेक्ट्रॉनिक संरचनाएं हैं और वे कई ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और चुंबकीय गुण प्रदर्शित करते हैं। दुर्लभ पृथ्वी नैनोमटेरियलाइजेशन के बाद, यह कई विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जैसे छोटे आकार का प्रभाव, उच्च विशिष्ट सतह प्रभाव, क्वांटम प्रभाव, अत्यंत मजबूत ऑप्टिकल, विद्युत, चुंबकीय गुण, अतिचालकता, उच्च रासायनिक गतिविधि, आदि, जो प्रदर्शन और कार्य में काफी सुधार कर सकते हैं। सामग्रियों का विकास और कई नई सामग्रियाँ विकसित करना। यह ऑप्टिकल सामग्री, प्रकाश उत्सर्जक सामग्री, क्रिस्टल सामग्री, चुंबकीय सामग्री, बैटरी सामग्री, इलेक्ट्रोसेरामिक्स, इंजीनियरिंग सिरेमिक, उत्प्रेरक इत्यादि जैसे उच्च तकनीक क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा?

1、 वर्तमान विकास अनुसंधान और अनुप्रयोग क्षेत्र

 1. दुर्लभ पृथ्वी ल्यूमिनसेंट सामग्री: बेहतर चमकदार दक्षता के साथ दुर्लभ पृथ्वी नैनो फ्लोरोसेंट पाउडर (रंगीन टीवी पाउडर, लैंप पाउडर), उपयोग की जाने वाली दुर्लभ पृथ्वी की मात्रा को काफी कम कर देगा। मुख्य रूप से उपयोग कर रहे हैंY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. हाई डेफिनिशन रंगीन टेलीविजन के लिए उम्मीदवार नई सामग्री।?

2. नैनो सुपरकंडक्टिंग सामग्री: Y2O3, विशेष रूप से पतली फिल्म सामग्री का उपयोग करके तैयार किए गए YBCO सुपरकंडक्टर्स में स्थिर प्रदर्शन, उच्च शक्ति, आसान प्रसंस्करण, व्यावहारिक चरण के करीब और व्यापक संभावनाएं हैं।

3. दुर्लभ पृथ्वी नैनो चुंबकीय सामग्री: चुंबकीय मेमोरी, चुंबकीय तरल पदार्थ, विशाल मैग्नेटोरेसिस्टेंस इत्यादि के लिए उपयोग किया जाता है, जो प्रदर्शन में काफी सुधार करता है, जिससे डिवाइस उच्च प्रदर्शन वाले और छोटे हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्साइड विशाल मैग्नेटोरेसिस्टेंस लक्ष्य (REMnO3, आदि)।?

4. दुर्लभ पृथ्वी उच्च-प्रदर्शन सिरेमिक: इलेक्ट्रोसिरेमिक (इलेक्ट्रॉनिक सेंसर, पीटीसी सामग्री, माइक्रोवेव सामग्री, कैपेसिटर, थर्मिस्टर्स, आदि) अल्ट्रा-फाइन या नैनोमीटर Y2O3, La2O3, Nd2O3, sm2O3, आदि के साथ तैयार किए जाते हैं, जिनके विद्युत गुण, थर्मल गुणों और स्थिरता में काफी सुधार हुआ है, जो इलेक्ट्रॉनिक सामग्रियों को उन्नत करने का एक महत्वपूर्ण पहलू है। कम तापमान पर सिंटर किए गए सिरेमिक, जैसे कि नैनो Y2O3 और ZrO2, में मजबूत ताकत और कठोरता होती है, और इसका उपयोग बीयरिंग और काटने के उपकरण जैसे पहनने-प्रतिरोधी उपकरणों में किया जाता है; नैनो एनडी2ओ3, एसएम2ओ3 आदि से बने मल्टीलेयर कैपेसिटर और माइक्रोवेव उपकरणों के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है।

5. दुर्लभ पृथ्वी नैनोकैटलिस्ट: कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। यदि दुर्लभ पृथ्वी नैनोकैटलिस्ट का उपयोग किया जाता है, तो उनकी उत्प्रेरक गतिविधि और दक्षता में काफी सुधार होगा। वर्तमान CeO2 नैनो पाउडर में ऑटोमोबाइल निकास शोधक में उच्च गतिविधि, कम कीमत और लंबी सेवा जीवन के फायदे हैं, और इसने हजारों टन की वार्षिक खपत के साथ अधिकांश कीमती धातुओं को प्रतिस्थापित कर दिया है।

6. दुर्लभ पृथ्वी पराबैंगनी अवशोषक:नैनो CeO2पाउडर में पराबैंगनी किरणों का मजबूत अवशोषण होता है, और इसका उपयोग सनस्क्रीन सौंदर्य प्रसाधन, सनस्क्रीन फाइबर, कार ग्लास इत्यादि में किया जाता है?

7. दुर्लभ पृथ्वी परिशुद्धता पॉलिशिंग: CeO2 का कांच और अन्य सामग्रियों पर अच्छा पॉलिशिंग प्रभाव होता है। नैनो CeO2 में उच्च पॉलिशिंग परिशुद्धता है और इसका उपयोग लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, सिलिकॉन वेफर्स, ग्लास स्टोरेज आदि में किया गया है। संक्षेप में, दुर्लभ पृथ्वी नैनोमटेरियल्स का अनुप्रयोग अभी शुरू हुआ है और उच्च तकनीक वाली नई सामग्रियों के क्षेत्र में केंद्रित है। अतिरिक्त मूल्य, व्यापक अनुप्रयोग रेंज, विशाल क्षमता और बहुत आशाजनक व्यावसायिक संभावनाएँ।?

2、 तैयारी तकनीक

वर्तमान में, नैनोमटेरियल के उत्पादन और अनुप्रयोग दोनों ने विभिन्न देशों का ध्यान आकर्षित किया है। चीन की नैनोटेक्नोलॉजी लगातार प्रगति कर रही है, और नैनोस्केल SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 और अन्य पाउडर सामग्री में औद्योगिक उत्पादन या परीक्षण उत्पादन सफलतापूर्वक किया गया है। हालाँकि, वर्तमान उत्पादन प्रक्रिया और उच्च उत्पादन लागत इसकी घातक कमजोरी है, जो नैनोमटेरियल्स के व्यापक अनुप्रयोग को प्रभावित करेगी। अत: निरंतर सुधार आवश्यक है.?

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की विशेष इलेक्ट्रॉनिक संरचना और बड़ी परमाणु त्रिज्या के कारण, उनके रासायनिक गुण अन्य तत्वों से बहुत भिन्न होते हैं। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी नैनो ऑक्साइड की तैयारी विधि और उपचार के बाद की तकनीक भी अन्य तत्वों से भिन्न है। मुख्य शोध विधियों में शामिल हैं:?

1. वर्षा विधि: जिसमें ऑक्सालिक एसिड वर्षा, कार्बोनेट वर्षा, हाइड्रॉक्साइड वर्षा, सजातीय वर्षा, जटिल वर्षा आदि शामिल हैं। इस विधि की सबसे बड़ी विशेषता यह है कि समाधान जल्दी से न्यूक्लियेट होता है, नियंत्रित करना आसान है, उपकरण सरल है, और उत्पादन कर सकता है उच्च शुद्धता वाले उत्पाद। लेकिन इसे फ़िल्टर करना कठिन है और एकत्रित करना आसान है?

2. हाइड्रोथर्मल विधि: उच्च तापमान और दबाव की स्थिति के तहत आयनों की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को तेज और मजबूत करना, और बिखरे हुए नैनोक्रिस्टलाइन नाभिक का निर्माण करना। यह विधि समान फैलाव और संकीर्ण कण आकार वितरण के साथ नैनोमीटर पाउडर प्राप्त कर सकती है, लेकिन इसके लिए उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले उपकरण की आवश्यकता होती है, जो संचालित करने के लिए महंगा और असुरक्षित है।

3. जेल विधि: यह अकार्बनिक सामग्री तैयार करने की एक महत्वपूर्ण विधि है, और अकार्बनिक संश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कम तापमान पर, ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिक या कार्बनिक कॉम्प्लेक्स पोलीमराइजेशन या हाइड्रोलिसिस के माध्यम से सॉल बना सकते हैं, और कुछ शर्तों के तहत जेल बना सकते हैं। आगे के ताप उपचार से बड़ी विशिष्ट सतह और बेहतर फैलाव के साथ अल्ट्राफाइन चावल नूडल्स का उत्पादन किया जा सकता है। इस विधि को हल्की परिस्थितियों में किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़े सतह क्षेत्र और बेहतर फैलाव वाला पाउडर प्राप्त होता है। हालाँकि, प्रतिक्रिया का समय लंबा है और इसे पूरा होने में कई दिन लगते हैं, जिससे औद्योगीकरण की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है?

4. ठोस चरण विधि: उच्च तापमान अपघटन ठोस यौगिक या मध्यवर्ती शुष्क मीडिया प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है। उदाहरण के लिए, दुर्लभ पृथ्वी नाइट्रेट और ऑक्सालिक एसिड को ठोस चरण बॉल मिलिंग द्वारा मिश्रित करके दुर्लभ पृथ्वी ऑक्सालेट का मध्यवर्ती बनाया जाता है, जिसे बाद में अल्ट्रा-फाइन पाउडर प्राप्त करने के लिए उच्च तापमान पर विघटित किया जाता है। इस विधि में उच्च प्रतिक्रिया दक्षता, सरल उपकरण और आसान संचालन है, लेकिन परिणामी पाउडर में अनियमित आकारिकी और खराब एकरूपता है।

ये विधियां अद्वितीय नहीं हैं और औद्योगीकरण पर पूरी तरह लागू नहीं हो सकती हैं। कई तैयारी विधियां हैं, जैसे कार्बनिक माइक्रोइमल्शन विधि, अल्कोहलिसिस इत्यादि?

3、औद्योगिक विकास में प्रगति

औद्योगिक उत्पादन अक्सर एक ही विधि को नहीं अपनाता है, बल्कि शक्तियों का उपयोग करता है और कमजोरियों को पूरा करता है, और व्यावसायीकरण के लिए आवश्यक उच्च उत्पाद गुणवत्ता, कम लागत और सुरक्षित और कुशल प्रक्रिया को प्राप्त करने के लिए कई तरीकों को जोड़ता है। ग्वांगडोंग हुइझोउ रुइर केमिकल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड ने हाल ही में दुर्लभ पृथ्वी नैनोमटेरियल विकसित करने में औद्योगिक प्रगति की है। अन्वेषण के कई तरीकों और अनगिनत परीक्षणों के बाद, एक ऐसी विधि मिली जो औद्योगिक उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है - माइक्रोवेव जेल विधि। इस तकनीक का सबसे बड़ा लाभ यह है कि: मूल 10 दिन की जेल प्रतिक्रिया को 1 दिन तक छोटा कर दिया जाता है, जिससे उत्पादन क्षमता 10 गुना बढ़ जाती है, लागत बहुत कम हो जाती है, और उत्पाद की गुणवत्ता अच्छी होती है, सतह क्षेत्र बड़ा होता है , उपयोगकर्ता परीक्षण प्रतिक्रिया अच्छी है, कीमत अमेरिकी और जापानी उत्पादों की तुलना में 30% कम है, जो अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बहुत प्रतिस्पर्धी है, अंतरराष्ट्रीय उन्नत स्तर प्राप्त करें।

हाल ही में, वर्षा विधि का उपयोग करके औद्योगिक प्रयोग किए गए हैं, मुख्य रूप से वर्षा के लिए अमोनिया पानी और अमोनिया कार्बोनेट का उपयोग किया जाता है, और निर्जलीकरण और सतह के उपचार के लिए कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है। इस पद्धति में एक सरल प्रक्रिया और कम लागत है, लेकिन उत्पाद की गुणवत्ता खराब है, और अभी भी कुछ समूह हैं जिनमें और सुधार और सुधार की आवश्यकता है।

चीन दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों में एक प्रमुख देश है। दुर्लभ पृथ्वी नैनोमटेरियल्स के विकास और अनुप्रयोग ने दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों के प्रभावी उपयोग के लिए नए रास्ते खोले हैं, दुर्लभ पृथ्वी अनुप्रयोगों के दायरे का विस्तार किया है, नई कार्यात्मक सामग्रियों के विकास को बढ़ावा दिया है, उच्च मूल्य वर्धित उत्पादों के निर्यात में वृद्धि की है, और विदेशी बाजारों में सुधार किया है। विनिमय अर्जन क्षमताएँ। संसाधन लाभ को आर्थिक लाभ में बदलने में इसका महत्वपूर्ण व्यावहारिक महत्व है।