Jeste li znali? Element neodimij otkrio je u Beču 1885. godine Karl Auer. Dok je proučavao amonijev dinitrat tetrahidrat, Orr je razdvojio neodimij iprazeodimijumiz mješavine neodimija i praseodimija kroz spektroskopsku analizu. Kako bi se obilježio otkrivačvitrija, njemački kemičar Welsbach, Orr nazvan Neodimium "Neodimij", Izvedeno iz grčkih riječi" Neos "što znači" novo "i" Didymos "što znači" blizanci ".
Nakon što je Orr otkrio elementneodimij, drugi kemičari bili su skeptični prema otkriću. Međutim, 1925. godine proizveden je prvi čisti uzorak metala. 1950 -ih, Lindsay Chemical Division
Provedeno komercijalno pročišćavanje neodimija metodama razmjene iona.
Neko vrijeme nakon otkrića neodimija nije se široko koristilo. Međutim, razvojem znanosti i tehnologije, neodimijski element počeo se koristiti u mnogim poljima zbog svojih jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava. U 1930-ima, komercijalni neodimij korišten je kao staklena boja, a neodimijsko staklo je korišteno za stvaranje stakla s crvenkastom ili narančastom rubom.
Neodimijprivukao je veliku pažnju zbog svojih jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava. Posebno posljednjih godina, primjenaneodimijU mnogim se poljima nastavila širiti, a njegova vrijednost postaje sve istaknutija. Dakle, što je tako jedinstveno u neodimiju? Danas otkrivamo misteriju neodimija.
Polja primjene neodimijskog elementa
1. Magnetski materijali: Najčešća primjena neodimija je u proizvodnji trajnih magneta. Konkretno, neodimijski magneti željeznih borova (NDFEB) su među najjačim poznatimStalni magneti. Ovi se magneti široko koriste za pretvaranje i pohranjivanje energije u uređaje kao što su motori, generatori, oprema za snimanje magnetske rezonancije, tvrdi diskovi, zvučnici i električna vozila.
2. NDFEB legura: Osim što se koristi u trajnim magnetnim materijalima, neodimij se koristi i za izradu legure NDFEB-a, koji je lagan strukturni materijal visoke čvrstoće koji se koristi za izradu motora zrakoplova,Automobilski dijelovi i drugi materijali visokih performansi. Primjena snage.
3. Neodimij-željezo legura: Neodimij se također može legirati željezom kako bi se napravile magnetske materijale visokih performansi, poput motornih i generatorskih primjena u električnim vozilima.
4. Proizvodnja vode: Neodimijski spojevi mogu se koristiti u obradi vode, posebno za uklanjanje fosfata u pročišćenim otpadnim vodama. To ima važne implikacije na zaštitu okoliša i upravljanje vodenim resursima.
5. NDFEB prah: Neodimij igra važnu ulogu u proizvodnji NDFEB praha koji se koriste u proizvodnji stalnih magneta.
6. Medicinske primjene: Iako nije primarno područje primjene, neodimij se također koristi u nekim medicinskoj opremi, kao što su magnetska rezonancijska slika (MRI) strojeva.
7. Neodimijski spojevi: Neodimijski spojevi također se koriste u nekim visokim temperaturama i katalizatorima.
Jedinstvena magnetska i kemijska svojstva neodimija čine ga široko korištenim u mnogim poljima, posebno u elektronici, znanosti o energiji i materijalima.
Fizička svojstva neodimijaNeodimijKemijski simbol: ND, atomski broj: 60. To je rijedak element Zemlje s nizom jedinstvenih fizičkih svojstava. Slijedi detaljan uvod u fizička svojstva neodimija:
1. Gustoća: gustoća neodimija je oko 7,01 g/kubični centimetar. To ga čini lakšim od mnogih drugih metalnih elemenata, ali još uvijek relativno gusto.
2. Točke topljenja i ključanja: talište neodimija je otprilike 1024 stupnjeva Celzija (1875 stupnjeva Fahrenheita), dok je točka ključanja otprilike 3074 stupnjeva Celzijusa (5565 stupnjeva Fahrenheita). To ukazuje da neodimij ima relativno visoke točke topljenja i ključanja, što ga čini stabilnim u okruženjima s visokim temperaturama.
3. Kristalna struktura: Neodimij će pokazati različite kristalne strukture na različitim temperaturama. Na sobnoj temperaturi ima šesterokutnu strukturu najbliže, ali se mijenja u kubičnu strukturu usmjerenu na tijelo kada se temperatura podigne na oko 863 stupnjeva Celzijusa.
4. Magnetizam:Neodimijje paramagnet na sobnoj temperaturi, što znači da ga privlači vanjska magnetska polja. Međutim, kada se ohlade do vrlo niskih temperatura (oko -253,2 stupnjeva Celzijusa ili -423,8 stupnjeva Fahrenheita), to postaje antiferromagnetski, pokazujući suprotna svojstva uobičajenog magnetizma.
5. Električna vodljivost: Neodimij je relativno loš vodič električne energije, s niskom električnom vodljivošću. To znači da nije dobar provodnik električne energije i nije prikladan za aplikacije poput elektroničkih žica.
6. Termička vodljivost: Neodimij također ima relativno nisku toplinsku vodljivost, što ga čini neprikladnim za primjenu toplinske vodljivosti.
7. Boja i sjaj: Neodimij je srebrno-bijeli metal sa svijetlim metalnim sjajem.
8. Radioaktivnost: Svi rijetki elementi Zemlje imaju neku radioaktivnost, ali neodimij je vrlo slabo radioaktivan, tako da je rizik od zračenja za ljude vrlo nizak.
Fizička svojstva neodimija čine ga vrijednim u specifičnim primjenama, posebno u proizvodnji feromagnetskih materijala i legura visoke temperature. Njegova paramagnetska i antiferromagnetska svojstva također su od određene važnosti u proučavanju magnetskih materijala i kvantnih materijala.
Kemijska svojstva neodimija
Neodimij(Kemijski simbol: ND) je rijedak element Zemlje s nizom posebnih kemijskih svojstava. Slijedi detaljan uvod u kemijska svojstva neodimija:
1. Reaktivnost: Neodimij je relativno aktivan tip rijetkih elemenata Zemlje. U zraku neodimij brzo reagira s kisikom kako bi nastao neodimijski oksidi. Zbog toga neodimij ne može držati svoju površinu svijetlu na sobnoj temperaturi i brzo će oksidirati.
2. Topljivost: Neodimij se može otopiti u nekim kiselinama, poput koncentrirane dušične kiseline (HNO3) i koncentrirane klorovodične kiseline (HCL), ali njegova topljivost u vodi je niska.
3. Spojevi: Neodimij može formirati razne spojeve, obično s kisikom, halogenom, sumporom i drugim elementima kako bi formirali spojeve, poput oksida, sulfida itd.
4. Oksidacijska stanja: Neodimij obično postoji u +3 oksidacijskom stanju, što je njegovo najstabilnije oksidacijsko stanje. Međutim, pod određenim uvjetima, također se može formirati +2 oksidacijsko stanje.
5. Formiranje legura: Neodimij može formirati legure s drugim elementima, posebno s metalima kao što su željezo i aluminij u formiranju neodimijskih legura. Te legure često imaju važnu primjenu u magnetskim i strukturnim materijalima.
6. Kemijska reaktivnost: Neodimij može poslužiti kao katalizator ili sudjelovati u reakcijskom procesu u nekim kemijskim reakcijama, posebno u područjima legura visokih temperatura i znanosti o materijalima.
7. Oksidirajuće svojstvo: Zbog svoje relativno aktivne prirode, neodimij može djelovati kao oksidirajuće sredstvo u nekim kemijskim reakcijama, uzrokujući da druge tvari izgube elektrone.
Kemijska svojstva neodimija čine ga važnom ulogom u određenim poljima primjene, posebno u magnetskim materijalima, legurama visokih temperatura i znanstvenim istraživanjima materijala.
Biološka svojstva neodimija
Primjena neodimija u biomedicinskom polju relativno je ograničena jer nije element potreban u živim organizmima, a njegova radioaktivnost je slaba, što ga čini neprikladnim za snimanje nuklearne medicine. Međutim, postoje neka područja istraživanja i primjene koja uključuju neodimij. Slijedi detaljan uvod u biomedicinska svojstva neodimija:
1. Magnetska rezonantna slika (MRI) Kontrastno sredstvo: Iako nije uobičajeno korišteno kliničko kontrastno sredstvo, neodimij se može koristiti Priprema MRI kontrastnog sredstva. Kombiniranje neodimijskih iona u specifične molekularne strukture može poboljšati kontrast MRI slika, što olakšava promatranje određenih tkiva ili lezija. Ova je aplikacija još uvijek u fazi istraživanja, ali ima potencijal za biomedicinsko snimanje.
2. Neodimije nanočestice: Istraživači su razvili nanočestice na bazi neodimija koje bi se mogle koristiti za isporuku lijekova i liječenje raka. Ove se nanočestice mogu uvesti u tijelo, a zatim oslobađati lijekove unutar stanica primatelja ili obavljati tretmane poput toplotne terapije. Magnetska svojstva ovih čestica mogu se koristiti i za vođenje i praćenje tijeka liječenja.
3. Liječenje tumora: Iako nije izravno liječenje, istraživanje pokazuje da se neodimijski magneti mogu koristiti zajedno s drugim tretmanima, poput magnetske toplinske terapije. U ovoj metodi, čestice neodimijskog magneta unose se u tijelo, a zatim se zagrijavaju pod utjecajem vanjskog magnetskog polja za uništavanje tumorskih stanica. Ovo je eksperimentalni tretman i još se proučava.
4. Istraživački alati: Neki spojevi neodimijskog elementa mogu se koristiti kao eksperimentalni alati u biomedicinskim istraživanjima, poput studija stanične i molekularne biologije. Ovi se spojevi obično koriste za proučavanje područja kao što su isporuka lijekova, bioanaliza i molekularno snimanje.
Treba napomenuti da je primjena neodimija u biomedicinskom polju relativno nova i da je još uvijek pod kontinuiranim razvojem i istraživanjem. Njegove su aplikacije ograničene rijetkim zemaljskim i radioaktivnim svojstvima i zahtijevaju pažljivo razmatranje. Kada koristite neodimij ili njegove spojeve, moraju se slijediti sigurnosna i etička smjernica kako bi se osiguralo da nemaju negativne učinke na ljude i okoliš.
Prirodna raspodjela neodimija
Neodimij je rijedak zemaljski element koji je relativno široko raspoređen u prirodi. Slijedi detaljan uvod u raspodjelu neodimija u prirodi:
1. Postojanje u Zemljinoj kore: Neodimij je jedan od rijetkih zemaljskih elemenata prisutnih u Zemljinoj kore, a njegovo obilje otprilike 38 mg/kg. Zbog toga je neodimij relativno obilan u Zemljinoj kore, što je rangiralo na drugom mjestu među rijetkim elementima Zemlje, nakon cerijske. Neodimij se javlja u mnogo većem obilju od nekih uobičajenih metala poput volframa, olova i kositra.
2. U rijetkim mineralima zemlje: neodimij obično ne postoji u obliku slobodnih elemenata, već u obliku spojeva u rijetkim mineralima zemlje. Neodimij je sadržan u nekim velikim rijetkim zemaljskim rudama kao što su monazit i bastnäsite. Neodimij u ovim rudama može se odvojiti postupcima topljenja i ekstrakcije za komercijalne primjene.
3. U naslagama dragocjenih metala: Neodimij se ponekad može naći u nekim naslagama dragocjenih metala, poput zlata, srebra, bakra i urana. Međutim, obično je prisutan u relativno malim količinama.
4. Morska voda: Iako neodimij postoji u morskoj vodi, njegova je koncentracija vrlo niska, obično samo na razini mikrograma/litre. Stoga, vađenje neodimija iz morske vode uglavnom nije ekonomski održiva metoda.
Neodimij ima određeno obilje u Zemljinoj kore, ali uglavnom se nalazi u mineralima rijetkih zemalja. Izdvajanje i izoliranje neodimija često zahtijeva složene procese topljenja i rafiniranja kako bi se zadovoljile potrebe komercijalnih i industrijskih primjena. Rijetki zemljani elementi poput neodimija igraju važnu ulogu u modernoj tehnologiji i industriji, pa su istraživanje i upravljanje njihovom opskrbom i distribucijom presudno.
Rudarstvo, ekstrakcija i topljenje neodimija
Rudarstvo i proizvodnja neodimija složen je proces koji obično uključuje sljedeće korake:
1. Rudarstvo rijetkih zemljanih naslaga: Neodimij se uglavnom nalazi u rijetkim zemljanim rudama, poput monazita i bastnäsite. Rudarstvo rijetke zemaljske rude prvi je korak u proizvodnji neodimija. To uključuje geološko istraživanje, rudarstvo, iskopavanje i vađenje rude.
2. Obrada rude: Jednom kada se rudarska ruda izvadi, mora proći kroz niz tjelesnih i kemijskih koraka za odvajanje i izvlačenje rijetkih zemaljskih elemenata, uključujući neodimij. Ovi koraci liječenja mogu uključivati preminutiranje, mljevenje, flotaciju, ispiranje kiseline i otapanje.
3. Odvajanje i ekstrakcija neodimija: Nakon obrade rude, suspenzija koja sadrži elemente rijetkih zemalja obično zahtijeva daljnje odvajanje i ekstrakciju. To obično uključuje kemijske metode odvajanja poput ekstrakcije otapala ili razmjene iona. Ove metode omogućuju postupno razdvajanje različitih rijetkih zemaljskih elemenata.
4. Očinjenje neodimija: Nakon što je neodimij izoliran, obično prolazi daljnji postupak rafiniranja kako bi se uklonili nečistoće i poboljšali čistoću. To može uključivati metode kao što su ekstrakcija otapala, redukcija i elektroliza.
5. Priprema legura: Neke primjene neodimija zahtijevaju legiranje s drugim metalnim elementima, poput željeza, borona i aluminija, za pripremu neodimijskih legura za izradu magnetskih materijala ili legure visoke temperature.
6. Priprema u proizvodima: Neodimijski elementi mogu se dalje koristiti za pripremu različitih proizvoda, poput magneta, trajnih magneta, sredstava za kontrastnu magnetsku rezonancu, nanočestica itd. Ovi se proizvodi mogu koristiti u poljima elektronike, medicinske, energetske i materijala.
Važno je napomenuti da je rudarstvo i proizvodnja elemenata rijetkih zemalja složen proces koji često zahtijeva stroge standarde okoliša i sigurnosti. Osim toga, na opskrbnu lanac rudarstva i proizvodnje rijetkih zemaljskih elemenata također utječu geopolitika i fluktuacije na tržištu, tako da su proizvodnja i opskrba rijetkim zemaljskim elementima privukli međunarodnu pažnju.
Metoda otkrivanja neodimijskog elementa
1. Spektrometrija atomske apsorpcije (AAS): Atomska apsorpcijska spektrometrija je najčešće korištena kvantitativna metoda analize, pogodna za mjerenje sadržaja metalnih elemenata. Pretvaranjem uzorka koji se mjeri u pojedinačne atome ili ione, ozračivanje uzorka s izvorom svjetlosti određene valne duljine i mjerenjem apsorpcije svjetlosti, može se odrediti sadržaj metalnog elementa u uzorku. AAS ima prednosti visoke osjetljivosti, dobre selektivnosti i lakog rada.
2. Metoda spektralnog skeniranja: Metoda spektralnog skeniranja određuje sadržaj elemenata mjerenjem apsorpcije ili emisije svjetlosti na različitim valnim duljinama uzorka. Najčešće korištene metode spektralnog skeniranja uključuju ultraljubičasto-vidljivu apsorpcijsku spektroskopiju (UV-Vis), fluorescentnu spektroskopiju i atomsku emisijsku spektroskopiju (AES). Ove metode mogu mjeriti sadržaj neodimija u uzorcima odabirom odgovarajućih valnih duljina i kontrolirajući parametre instrumenata.
3. Rendgenska fluorescentna spektrometrija (XRF): Rendgenska fluorescentna spektrometrija je nerazorna analitička metoda prikladna za mjerenje elementarnog sadržaja u krutama, tekućinama i plinovima. Ova metoda određuje sadržaj elemenata emitirajući karakteristično zračenje fluorescencije nakon što uzorak bude uzbuđen rendgenskim zrakama i mjerenjem položaja vrha i intenziteta fluorescentnog spektra. XRF ima prednosti brzog, osjetljivog i istodobnog mjerenja više elemenata.
4. Induktivno spojena spektrometrija mase u plazmi (ICP-MS): ICP-MS je vrlo osjetljiva analitička metoda pogodna za mjerenje elemenata u tragovima i ultra-tragovima. Ova metoda određuje sadržaj elemenata pretvaranjem uzorka koji se mjeri u nabijene ione, koristeći plazmu visokotemperaturne generirane induktivno spojenom plazmom ionizirajući uzorak, a zatim koristeći maseni spektrometar za analizu mase. ICP-MS ima izuzetno visoku osjetljivost, selektivnost i sposobnost istovremeno mjerenja više elemenata.
5. Neduktivno spojena spektrometrija optičke emisije u plazmi (ICP-OES): Princip rada ICP-OES-a je korištenje atoma i iona pobuđenog stanja u plazmi visokotemperaturne plazme generirane induktivno spajanom plazmom (ICP) u tranziciju i emitiranje specifičnih spektralnih linija. . Budući da svaki element ima različite spektralne linije, elementi u uzorku mogu se odrediti mjerenjem ovih spektralnih linija
Ove metode otkrivanja mogu se odabrati po potrebi, ovisno o vrsti uzorka, potrebna je osjetljivost na otkrivanje i analitičke uvjete. U praktičnim primjenama može se odabrati najprikladnija metoda za određivanje sadržaja praseodimija na temelju istraživačkih ili industrijskih potreba.
Specifična primjena metode atomske apsorpcije za mjerenje neodimijskog elementa
U mjerenju elemenata, atomska metoda apsorpcije ima veliku točnost i osjetljivost, pružajući učinkovito sredstvo za proučavanje kemijskih svojstava, sastav i sadržaj elemenata.
Zatim smo koristili atomsku apsorpciju za mjerenje količine neodimija. Specifični koraci su sljedeći:
Pripremite uzorak koji treba testirati. Da biste pripremili uzorak koji se mjeri u otopini, općenito je potrebno koristiti miješanu kiselinu za probavu kako bi se olakšalo naknadno mjerenje.
Odaberite odgovarajući atomski apsorpcijski spektrometar. Odaberite odgovarajući atomski spektrometar apsorpcije na temelju svojstava uzorka koji će se mjeriti i raspona sadržaja neodimija koji je potrebno izmjeriti.
Podesite parametre spektrometra atomske apsorpcije. Prema elementu koji će se mjeriti i modela instrumenta, prilagodite parametre spektrometra apsorpcije atomske apsorpcije, uključujući izvor svjetla, raspršivač, detektor, itd.
Izmjerite apsorbanciju neodimija. Uzorak koji se testira postavlja se u raspršivač, a svjetlosno zračenje određene valne duljine emitira se kroz izvor svjetlosti. Neodimijski element koji se mjeri apsorbirat će ovo svjetlo zračenja i proizvesti prijelaz na razinu energije. Apsorbancija neodimija mjeri se detektorom. Kalkulirajte sadržaj neodimija. Na temelju apsorpcije i standardne krivulje izračunan je sadržaj neodimijskog elementa.
Kroz gornji sadržaj možemo jasno razumjeti važnost i jedinstvenost neodimija. Kao jedan od rijetkih zemaljskih elemenata, neodimij ima jedinstvena fizička i kemijska svojstva koja ga čine široko korištenim u modernoj znanosti i tehnologiji. Od magnetskih materijala do optičkih instrumenata, od katalize do zrakoplovstva, neodimij igra ključnu ulogu. Iako još uvijek postoji mnogo nepoznanica o našem razumijevanju i primjeni neodimija, uz kontinuirani napredak znanosti i tehnologije, imamo razloga vjerovati da ćemo u budućnosti moći dublje razumjeti neodimij i koristiti svoja jedinstvena svojstva kako bismo unijeli koristi u razvoju ljudskog društva. Doći do više prilika i blagoslova.
Post Vrijeme: dec-10-2024