A ritkaföldfémek nanomatermékei A ritkaföldfémek elemei egyedi 4F alrétegű elektronikus szerkezetet, nagy atommágneses momentumot, erős centrifugálási pályát és egyéb tulajdonságokat tartalmaznak, amelyek nagyon gazdag optikai, elektromos, mágneses és egyéb tulajdonságokat eredményeznek. Nélkülözhetetlen stratégiai anyagok a világ minden tájáról a hagyományos iparágak átalakításához és a csúcstechnika fejlesztéséhez, és "új anyagok kincsházának" nevezik.
A hagyományos területeken alkalmazott alkalmazásain kívül, mint például a kohászati gépek, petrolkémiai anyagok, üvegkerámia és könnyű textil,ritkaföldfémekkulcsfontosságú támogató anyagok is a feltörekvő területeken, mint például a tiszta energia, a nagy járművek, az új energia járművek, a félvezető világítás és az új kijelzők, amelyek szorosan kapcsolódnak az emberi élettel.
Az évtizedes fejlődés után a ritkaföldfémekkel kapcsolatos kutatások középpontjában az egyszemélyes nagyságrendű ritkaföldfémek olvasztása és szétválasztása a ritkaföldfémek csúcstechnológiájú alkalmazásaira a mágnesesség, az optika, az elektromos energia, az energiatárolás, a katalízis, a biomedicina és más területek területén. Egyrészt nagyobb tendencia mutatkozik a ritkaföldfémek kompozit anyagok felé az anyagrendszerben; Másrészt inkább az alacsony dimenziós funkcionális kristályanyagokra összpontosít a morfológia szempontjából. Különösen a modern nanotudomány fejlesztésével, a nanoanyagok kis mérethatásainak, kvantumhatásainak, felületi hatásainak és interfész-hatásainak kombinálásával a ritkaföldfémek elemeinek egyedi elektronikus réteg-szerkezetének jellemzőivel, a ritkaföldfémek nanomatermékek számos új tulajdonságot mutatnak a hagyományos anyagoktól, maximalizálva a ritkaföldek kiváló teljesítményét, és tovább bővítik annak alkalmazását a hagyományos anyagok és az új csúcstechnikai gyártás területén.
Jelenleg főként a következő nagyon ígéretes ritkaföldfém nanomatermékek vannak, nevezetesen a ritkaföldfém nano lumineszcens anyagok, a ritkaföldfém nano katalitikus anyagok, a ritkaföldfém nano mágneses anyagok,nano cérium -oxidultraibolya árnyékoló anyagok és más nano funkcionális anyagok.
1. számRitkaföldfém nano lumineszcens anyagok
01. Ritkaföldfémek szerves-organikus hibrid lumineszcens nanomatermékek
A kompozit anyagok kombinálják a különböző funkcionális egységeket molekuláris szinten a komplementer és optimalizált funkciók elérése érdekében. A szerves szervetlen hibrid anyagok szerves és szervetlen komponensek funkciói vannak, amelyek jó mechanikai stabilitást, rugalmasságot, hőstabilitást és kiváló feldolgozhatóságot mutatnak.
RitkaföldföldA komplexeknek számos előnye van, mint például a magas szín tisztaság, a gerjesztett állapot hosszú élettartama, a nagy kvantum hozam és a gazdag emissziós spektrumvonalak. Ezeket sok területen széles körben használják, mint például a kijelző, az optikai hullámvezető amplifikáció, a szilárdtest lézerek, a biomarker és a counterfeking. A ritkaföldfémek komplexek alacsony fototermikus stabilitása és rossz feldolgozhatósága azonban komolyan akadályozza alkalmazását és promócióját. A ritkaföldfémek komplexek és a szervetlen mátrixok jó mechanikai tulajdonságokkal és stabilitással kombinálása hatékony módszer a ritkaföldfémek komplexeinek lumineszcens tulajdonságainak javítására.
A ritkaföldfémek szerves szervetlen hibrid anyagának kialakulása óta fejlődési tendenciáik a következő jellemzőket mutatják:
① A kémiai dopping módszerrel kapott hibrid anyag stabil aktív alkatrészekkel, magas doppingmennyiséggel és az alkatrészek egyenletes eloszlásával rendelkezik;
② egy funkcionális anyagokról multifunkcionális anyagokká alakul, multifunkcionális anyagok kifejlesztése, hogy alkalmazásaikat kiterjedtebbé tegyék;
③ A mátrix változatos, elsősorban a szilícium -dioxidtól a különféle szubsztrátokig, például titán -dioxid, szerves polimerek, agyagok és ion folyadékok.
02. Fehér LED ritkaföldfém lumineszcens anyag
A meglévő világítási technológiákkal összehasonlítva a félvezető világítási termékek, például a fénykibocsátó diódák (LED-ek) olyan előnyökkel rendelkeznek, mint a hosszú élettartam, az alacsony energiafogyasztás, a nagy fényű hatékonyság, a higanymentes, UV-mentes és stabil működése. Az izzólámpák, a fluoreszcens lámpák és a nagy szilárdságú gázkibocsátási lámpák (HIDS) után "negyedik generációs fényforrásnak" tekintik őket.
A fehér LED chipekből, szubsztrátokból, foszforokból és járművezetőkből áll. A ritkaföldfémi fluoreszcens por döntő szerepet játszik a fehér LED teljesítményében. Az utóbbi években nagy mennyiségű kutatási munkát végeztek a fehér LED -es foszforokon, és kiváló előrelépés történt:
① A Blue LED (460 m) által izgatott új típusú foszfor kifejlesztése dopping és módosítási kutatásokat végzett a YAO2CE -ről (YAG: CE), amelyet a kék LED -es chipekben használtak a fényhatékonyság és a színmegjelenítés javítása érdekében;
② Az ultraibolya fény (400 m) vagy az ultraibolya fény (360 mm) által gerjesztett új fluoreszcens porok kifejlesztése szisztematikusan megvizsgálta a vörös és a zöld kék fluoreszcens por összetételét, szerkezetét és spektrumjellemzőit, valamint a három fluoreszcens por különböző arányait, hogy fehér LED -es színes hőmérsékleten kapjon fehér LED -et;
③ További munkát végeztek a fluoreszcens por előkészítési folyamatának, például az előkészítési folyamatnak a fluxusra gyakorolt hatása érdekében, hogy biztosítsák a fluoreszcens por minőségét és stabilitását.
Ezenkívül a White Light LED elsősorban a fluoreszcens por és a szilikon vegyes csomagolási folyamatát alkalmazza. A fluoreszcens por gyenge hővezető képessége miatt a készülék felmelegszik a hosszabb munkaidő miatt, ami a szilikon öregedéséhez vezet és lerövidíti a készülék élettartamát. Ez a probléma különösen komoly a nagy teljesítményű fehér fényű LED-ekben. A távoli csomagolás az egyik módja annak, hogy megoldja ezt a problémát azáltal, hogy a fluoreszcens port a szubsztráthoz rögzíti, és elválasztja azt a kék LED -es fényforrástól, ezáltal csökkentve a chip által keltett hő hatását a fluoreszcens por lumineszcens teljesítményére. Ha a ritkaföldfémek fluoreszcens kerámiájának nagy a nagy hővezetőképessége, a nagy korrózióállóság, a nagy stabilitás és a kiváló optikai kimeneti teljesítmény jellemzői, akkor jobban megfelelhetnek a nagy energia sűrűségű nagy teljesítményű fehér LED alkalmazási követelményeinek. A magas szinterációs aktivitással és a magas diszperzióval rendelkező mikro -nano porok fontos előfeltétele lett a magas átlátszóságú ritkaföldfém optikai funkcionális kerámia előkészítéséhez, magas optikai kimeneti teljesítmény mellett.
03.Rare Föld felfelé történő konverziós lumineszcens nanomatermékek
Az UpConversion lumineszcencia egy speciális lumineszcencia-eljárás, amelyet több alacsony energiájú foton abszorpciója jellemez a lumineszcens anyagok által és a nagy energiájú fotonkibocsátás előállításával. A hagyományos szerves festékmolekulákkal vagy kvantumpontokkal összehasonlítva a ritkaföldfémek felfelé irányuló változó nanomatermékei számos előnyt jelentenek, mint például a nagy anti -stokes -eltolódás, a keskeny emissziós sáv, a jó stabilitás, az alacsony toxicitás, a nagy szövet behatolási mélység és az alacsony spontan fluoreszcencia interferencia. Széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek az orvosbiológiai területen.
Az utóbbi években a ritkaföldfémek felfelé irányuló lumineszcens nanomatermékek jelentős előrelépést értek el a szintézis, a felület módosításában, a felületi funkcionalizálásban és az orvosbiológiai alkalmazásokban. Az emberek javítják az anyagok lumineszcencia teljesítményét azáltal, hogy optimalizálják összetételüket, fázisállapotuk, méretük stb. A nanoméretben, és a mag/héj szerkezetének kombinálásával a lumineszcencia -oltási központ csökkentése érdekében az átmeneti valószínűség növelése érdekében. Kémiai módosítással hozzon létre jó biokompatibilitással rendelkező technológiákat a toxicitás csökkentése érdekében, és kidolgozza a képalkotási módszereket a lumineszcens élő sejtek felépítésére és in vivo; Fejlesszen ki a hatékony és biztonságos biológiai kapcsolási módszereket a különböző alkalmazások (immundetektáló sejtek, in vivo fluoreszcencia képalkotás, fotodinamikai terápia, fototermikus terápia, fotóvezérelt felszabadító gyógyszerek stb.) Szükségletei alapján.
Ez a tanulmány óriási alkalmazási potenciállal és gazdasági előnyeivel rendelkezik, és fontos tudományos jelentőséggel bír a nanomedicina fejlődésében, az emberi egészség előmozdításában és a társadalmi fejlődésben.
2. számú ritkaföldfém nano mágneses anyagok
A ritkaföldfémek állandó mágneses anyagai három fejlesztési szakaszon mentek keresztül: SMCO5, SM2CO7 és ND2FE14B. A szoros, állandó mágneses anyagok gyors, eloltott NDFEB mágneses poraként a szemcseméret 20 nm és 50 nm között mozog, így ez tipikus nanokristályos ritkaföldfémek állandó mágneses anyagává válik.
A ritkaföldfém nanomágneses anyagok kis méretű, egy domén szerkezetének és nagy erőteljes képességének tulajdonságai vannak. A mágneses felvételi anyagok használata javíthatja a jel-zaj arányt és a képminőséget. Kis méretének és nagy megbízhatóságának köszönhetően a mikro motoros rendszerekben való felhasználása fontos irányt jelent a repülés, az űr- és a tengeri motorok új generációjának fejlesztéséhez. A mágneses memória, a mágneses folyadék, az óriási mágneses ellenállási anyagok esetében a teljesítmény jelentősen javulhat, így az eszközök nagy teljesítményűek és miniatürizáltak.
3. számRitkaföldföld nanokatalitikus anyagok
A ritkaföldfémi katalitikus anyagok szinte az összes katalitikus reakciót magukban foglalják. A felületi hatások, a térfogathatások és a kvantumméret -hatások miatt a ritkaföldfémek nanotechnológia egyre inkább felhívta a figyelmet. Számos kémiai reakcióban ritkaföldfém -katalizátorokat használnak. Ha ritkaföldfém nanokatalizátorokat használnak, akkor a katalitikus aktivitás és a hatékonyság jelentősen javul.
A ritkaföldfém nanokatalizátorokat általában a kőolaj -katalitikus repedésekhez és az autóipari kipufogógáz tisztításához használják. A leggyakrabban használt ritkaföldfém nanokatalitikus anyagok aCEO2ésLA2O3, amely katalizátorokként és promóterekként, valamint katalizátor hordozókként használható.
No.4Nano cérium -oxidultraibolya árnyékoló anyag
A nano -cérium -oxidot harmadik generációs ultraibolya izolációs szernek nevezik, jó izolációs hatással és nagy transzmittanciával. A kozmetikumokban az alacsony katalitikus aktivitású nano ceria -t UV -izolálószerként kell használni. Ezért a nano -cérium -oxid ultraibolya árnyékoló anyagok piaci figyelme és elismerése magas. Az integrált áramkör -integráció folyamatos fejlesztése új anyagokat igényel az integrált áramköri chip gyártási folyamatokhoz. Az új anyagok magasabb követelményeket mutatnak a folyadékok polírozására, és a félvezető ritkaföldfém -polírozó folyadékoknak meg kell felelniük ennek a követelménynek, gyorsabb polírozási sebességgel és kevesebb polírozási térfogatmal. A nano ritkaföldfémek polírozó anyagok széles piacgal rendelkeznek.
Az autó tulajdonjogának jelentős növekedése súlyos légszennyezést váltott ki, és az autó kipufogógáz -tisztító katalizátorainak beszerelése a leghatékonyabb módszer a kipufogószennyezés szabályozására. A nano cerium cirkónium -kompozit oxidok fontos szerepet játszanak a farokgáztisztítás minőségének javításában.
5. sz. Egyéb nano funkcionális anyagok
01. Ritkaföld nano kerámia anyagok
A nano -kerámia por jelentősen csökkentheti a szinterelési hőmérsékletet, amely 200 ℃ ~ 300 ℃ alacsonyabb, mint a nem nano -kerámia por, ugyanazzal a kompozícióval. A Nano CeO2 kerámia hozzáadása csökkentheti a szinterelési hőmérsékletet, gátolhatja a rács növekedését és javíthatja a kerámia sűrűségét. A ritkaföldfémi elemek, például aY2o3, CEO2, or LA2O3 to Zro2megakadályozhatja a ZRO2 magas hőmérsékletű fázisátalakulását és átölelését, és a ZRO2 fázis transzformációját megkeményítette a kerámia szerkezeti anyagokat.
Elektronikus kerámia (elektronikus érzékelők, PTC anyagok, mikrohullámú anyagok, kondenzátorok, termisztorok stb.), Ultrafin vagy nanoméretű CEO2, Y2O3,ND2O3, SM2O3stb. Javított elektromos, termikus és stabilitási tulajdonságokkal rendelkezik.
A ritkaföldfém aktivált fotokatalitikus kompozit anyagok hozzáadása a mázas formulahoz előállíthatja a ritkaföldfém antibakteriális kerámiát.
02.Rare Earth Nano vékony film anyagok
A tudomány és a technológia fejlesztésével a termékekre vonatkozó teljesítménykövetelmények egyre szigorúbbá válnak, és ultra-finom, ultravékony, ultra-magas sűrűségű és ultra-kitöltő termékeket igényelnek. Jelenleg a ritkaföldfém -nano -filmek három fő kategóriája van: ritkaföldfémek komplex nano -filmek, ritkaföldfém -oxid nano -filmek és ritkaföldfém -ötvözet filmek. A ritkaföldföld nano -filmek szintén fontos szerepet játszanak az információs iparban, a katalízisben, az energiában, a szállításban és az életgyógyászatban.
Következtetés
Kína a ritkaföldfémek erőforrásainak egyik fő országa. A ritkaföldfémek nanoanyagok fejlesztése és alkalmazása új módszer a ritkaföldfémek erőforrásainak hatékony felhasználására. Annak érdekében, hogy kibővítsük a ritkaföldfémek alkalmazási körét és elősegítsék az új funkcionális anyagok fejlesztését, új elméleti rendszert kell létrehozni az anyagelméletben, hogy kielégítsék a nanoméretű kutatási igényeket, hogy a ritkaföldfémek nanomatermékei jobb teljesítményt nyújtsanak, és lehetővé tegyék az új tulajdonságok és funkciók megjelenését.
A postai idő: május-29-2023