Tudta? A neodímium elemet Bécsben, 1885 -ben fedezte fel Karl Auer. Ammónium -dinitrát -tetrahidrát tanulmányozása közben az ORR elválasztotta a neodímiumot éspraseodímiumA neodímium és a praseodymium keverékéből spektroszkópos elemzéssel. A felfedező megemlékezéséhezittrium, a német kémikus, Welsbach, Orr nevű neodímium "Neodímium", a" neos "görög szavakból származik," új "és" didymos "jelentése" ikrek ".
Miután Orr felfedezte az elemetneodímium, más vegyészek szkeptikusak voltak a felfedezéssel kapcsolatban. 1925 -ben azonban a fém első tiszta mintáját készítették. Az 1950 -es években a Lindsay Kémiai Osztály
A neodímium kereskedelmi tisztítását végezte ioncserélő módszerekkel.
A neodímium felfedezése után egy ideig nem használták széles körben. A tudomány és a technológia fejlesztésével azonban a neodímium elemet sok területen elkezdték használni, annak egyedi fizikai és kémiai tulajdonságai miatt. Az 1930-as években a kereskedelmi neodímiumot üvegfestékként használták, és a neodímium üvegt vöröses vagy narancssárga árnyalatú üveg előállításához használták.
NeodímiumAz egyedi fizikai és kémiai tulajdonságai miatt sok figyelmet fordított. Különösen az utóbbi években aneodímiumSok területen tovább bővült, és értéke egyre inkább kiemelkedőbbé vált. Szóval, mi olyan egyedi a neodímiumban? Ma fedezzük fel a neodímium rejtélyét.
A neodímium elem alkalmazási területei
1. mágneses anyagok: A neodímium leggyakoribb alkalmazása az állandó mágnesek gyártása. Különösen a neodímium vasbórmágnesek (NDFEB) a legerősebbekállandó mágnesek. Ezeket a mágneseket széles körben használják az energia átalakítására és tárolására olyan eszközökben, mint a motorok, a generátorok, a mágneses rezonancia képalkotó berendezések, a merevlemezek, a hangszórók és az elektromos járművek.
2. NDFEB ötvözet: Amellett, hogy állandó mágneses anyagokban használják, a neodímiumot az NDFEB ötvözet előállítására is használják, amely egy nagy szilárdságú, könnyű szerkezeti anyag, amelyet repülőgépmotorok készítéséhez használnak,Autóalkatrészek és más nagyteljesítményű anyagok. Erősség alkalmazás.
3. Neodímium-vas ötvözet: A neodímium vassal is ötvözhető, hogy nagy teljesítményű mágneses anyagokat készítsenek, például motor- és generátor alkalmazásokban az elektromos járművekben.
4. Vízkezelés: A neodímium vegyületek felhasználhatók vízkezelésben, különösen a foszfátok eltávolítására a tisztított szennyvízben. Ennek fontos következményei vannak a környezetvédelem és a vízkészletek kezelésére.
5. NDFEB por: A neodímium fontos szerepet játszik az NDFEB porok gyártásában, amelyeket állandó mágnesek előállításához használnak.
6. Orvosi alkalmazások: Bár nem az elsődleges alkalmazási terület, a neodímiumot egyes orvosi berendezésekben, például a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) gépekben is használják.
7. Neodímium vegyületek: A neodímium vegyületeket néhány magas hőmérsékletű ötvözetben és katalizátorban is használják.
A neodímium egyedi mágneses és kémiai tulajdonságai sok területen széles körben használják, különösen az elektronikában, az energiában és az anyagtudományban.
Neodímium fizikai tulajdonságaiNeodímiumKémiai szimbólum: ND, atomszám: 60. Ez egy ritkaföldfémi elem, amely egyedi fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az alábbiakban bemutatjuk a neodímium fizikai tulajdonságainak részletes bevezetését:
1. Sűrűség: A neodímium sűrűsége körülbelül 7,01 g/köbcentiméter. Ez könnyebbé teszi, mint sok más fém elem, de mégis viszonylag sűrű.
2. Olvadási és forráspontok: A neodímium olvadási pontja körülbelül 1024 Celsius fok (1875 fok Fahrenheit), míg a forráspont körülbelül 3074 Celsius fok (5565 fok Fahrenheit). Ez azt jelzi, hogy a neodímiumnak viszonylag magas olvadási és forráspontja van, így stabil a magas hőmérsékletű környezetben.
3. Kristályszerkezet: A neodímium különböző hőmérsékleteken különböző kristályszerkezeteket mutat. Szobahőmérsékleten hatszögletű, legközelebbi csomagolt szerkezetű, de testközpontú köbös szerkezetre változik, amikor a hőmérséklet kb. 863 Celsius fokra emelkedik.
4. Mágnesesség:NeodímiumParamágneses szobahőmérsékleten, ami azt jelenti, hogy vonzza a külső mágneses mezők. Ha azonban nagyon alacsony hőmérsékletre hűtik (kb. -253,2 Celsius fok vagy -423,8 fok Fahrenheit), akkor antiferromágnesessé válik, és a szokásos mágnesesség ellentétes tulajdonságait mutatja.
5. Elektromos vezetőképesség: A neodímium viszonylag rossz villamosenergia -vezetőképesség, alacsony elektromos vezetőképességgel. Ez azt jelenti, hogy ez nem jó villamosenergia -vezető, és nem alkalmas olyan alkalmazásokra, mint az elektronikus vezetékek.
6. Hővezető képesség: A neodímiumnak viszonylag alacsony hővezető képessége is van, így nem megfelelő a hővezető képességhez.
7. Szín és csillogás: A neodímium ezüstfehér fém, fényes fémes fényű.
8. Radioaktivitás: Az összes ritkaföldfémi elemnek van némi radioaktivitása, de a neodímium nagyon gyengén radioaktív, tehát az emberek sugárzási kockázata nagyon alacsony.
A neodímium fizikai tulajdonságai értékessé teszik azt meghatározott alkalmazásokban, különösen a ferromágneses anyagok és a magas hőmérsékletű ötvözetek előállításában. Paramágneses és antiferromágneses tulajdonságai szintén bizonyos jelentőséggel bírnak a mágneses anyagok és a kvantumanyagok tanulmányozásában.
Neodímium kémiai tulajdonságai
Neodímium(Kémiai szimbólum: ND) egy ritkaföldfémi elem, amelynek sorozata speciális kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Az alábbiakban bemutatjuk a neodímium kémiai tulajdonságainak részletes bevezetését:
1. reakcióképesség: A neodímium a ritkaföldfémek viszonylag aktív típusa. A levegőben a neodímium gyorsan reagál az oxigénnel, és neodímium -oxidokat képez. Ez miatt a neodímium nem képes a felületét szobahőmérsékleten fényesnek tartani, és gyorsan oxidálódik.
2. Oldhatóság: A neodímium feloldható néhány savban, például koncentrált salétromsavban (HNO3) és a koncentrált sósavban (HCL), de a víz oldhatósága alacsony.
3. Vegyületek: A neodímium különféle vegyületeket képezhet, általában oxigénnel, halogén, kén és más elemekkel, amelyek vegyületeket képeznek, például oxidokat, szulfidokat stb.
4. oxidációs állapot: A neodímium általában +3 oxidációs állapotban létezik, amely a legstabilabb oxidációs állapota. Bizonyos körülmények között azonban a +2 oxidációs állapot is kialakulhat.
5. Ötvözet képződése: A neodímium ötvözeteket képezhet más elemekkel, különösen olyan fémekkel, mint a vas és az alumínium, hogy neodímium ötvözeteket képezzenek. Ezeknek az ötvözeteknek gyakran fontos alkalmazása van a mágneses és szerkezeti anyagokban.
6. Kémiai reakcióképesség: A neodímium katalizátorként szolgálhat, vagy részt vehet a reakciófolyamatban bizonyos kémiai reakciókban, különösen a magas hőmérsékletű ötvözetek és az anyagtudomány területén.
7. oxidáló tulajdonság: A viszonylag aktív jellege miatt a neodímium bizonyos kémiai reakciókban oxidálószerként működhet, és más anyagok elveszítik az elektronokat.
A neodímium kémiai tulajdonságai fontos szerepet játszanak az egyes alkalmazási területeken, különösen a mágneses anyagokban, a magas hőmérsékletű ötvözetekben és az anyagtudományi kutatásokban.
Neodímium biológiai tulajdonságai
A neodímium alkalmazása az orvosbiológiai területen viszonylag korlátozott, mivel ez nem szükséges az élő organizmusokban, és radioaktivitása gyenge, így alkalmatlanná teszi a nukleáris gyógyászat képalkotását. Vannak azonban néhány kutatási és alkalmazási terület, amelyek magukban foglalják a neodímiumot. Az alábbiakban bemutatjuk a neodímium orvosbiológiai tulajdonságainak részletes bevezetését:
1. mágneses rezonancia képalkotó (MRI) kontrasztanyag: Bár nem használt klinikai kontrasztanyag, a neodímium felhasználható az MRI kontrasztanyag készítése. A neodímium -ionok specifikus molekuláris struktúrákká történő kombinálása javíthatja az MRI képek kontrasztját, megkönnyítve bizonyos szöveteket vagy sérüléseket. Ez az alkalmazás továbbra is a kutatási szakaszban van, de az orvosbiológiai képalkotás lehetősége van.
2. Neodímium nanorészecskék: A kutatók neodímium-alapú nanorészecskéket fejlesztettek ki, amelyek felhasználhatók a gyógyszerszállításhoz és a rákkezeléshez. Ezek a nanorészecskék bevezethetők a testbe, majd felszabadíthatók a gyógyszereket a recipiens sejtekben, vagy olyan kezeléseket végezhetnek, mint például hőterápia. Ezen részecskék mágneses tulajdonságai is felhasználhatók a kezelés irányítására és megfigyelésére.
3. Daganatkezelés: Noha nem közvetlen kezelés, a kutatások azt mutatják, hogy a neodímium mágnesek felhasználhatók más kezelésekkel, például mágneses hőterápiával együtt. Ebben a módszerben a neodímium mágneses részecskéket vezetik be a testbe, majd egy külső mágneses mező hatására melegítik a tumorsejtek elpusztítására. Ez egy kísérleti kezelés, és még mindig vizsgálják.
4. Kutatási eszközök: A neodímium elem egyes vegyületei kísérleti eszközként használhatók az orvosbiológiai kutatásban, például a sejt- és molekuláris biológia vizsgálatában. Ezeket a vegyületeket általában olyan területek tanulmányozására használják, mint a gyógyszerbejuttatás, a bioanalízis és a molekuláris képalkotás.
Meg kell jegyezni, hogy a neodímium alkalmazása az orvosbiológiai területen viszonylag új, és továbbra is folyamatos fejlesztés és kutatás alatt áll. Alkalmazásait a ritkaföldfém és a radioaktív tulajdonságai korlátozzák, és alapos megfontolást igényelnek. Neodímium vagy vegyületek használatakor a biztonsági és etikai irányelveket kell követni annak biztosítása érdekében, hogy ne negatív hatással legyenek az emberekre és a környezetre.
A neodímium természetes eloszlása
A neodímium egy ritkaföldfémi elem, amely viszonylag széles körben elterjedt a természetben. Az alábbiakban bemutatjuk a neodímium megoszlásának részletes bevezetését:
1. A Föld kéregében létezés: A neodímium a Földkéregben található ritkaföldfémek egyik eleme, és bősége körülbelül 38 mg/kg. Ez a neodímiumot viszonylag gazdagvá teszi a földkéregben, a ritkaföldfémek elemei között a második helyen, a cérium után. A neodímium sokkal nagyobb mennyiségben fordul elő, mint néhány olyan általános fém, mint például a volfrám, az ólom és az ón.
2. A ritkaföldfémek ásványi anyagában: A neodímium általában nem szabad elemek formájában létezik, hanem a ritkaföldfémek ásványi anyagokban lévő vegyületek formájában. A neodímiumot néhány fő ritkaföldfém ércében, például a monazitban és a bastnäsite -ben tartalmazzák. Ezekben az ércekben a neodímium olvasztási és extrakciós folyamatokkal választható el a kereskedelmi alkalmazásokhoz.
3. Nemes fémlerakódásokban: A neodímium néha megtalálható néhány nemes fémlerakódásban, például arany, ezüst, réz és urán lerakódásokban. Ez azonban általában viszonylag kis mennyiségben van jelen.
4. tengervíz: Bár a neodímium létezik a tengervízben, koncentrációja nagyon alacsony, általában csak a mikrogramm/liter szinten. Ezért a neodímium tengervízből történő extrahálása általában nem gazdaságilag életképes módszer.
A neodímiumnak bizonyos bősége van a földkéregben, de elsősorban a ritkaföldfémi ásványi anyagokban található. A neodímium extrahálására és izolálására gyakran komplex olvasztási és finomítási folyamatok szükségesek a kereskedelmi és ipari alkalmazások igényeinek kielégítése érdekében. A ritkaföldfémek elemei, például a neodímium fontos szerepet játszanak a modern technológiában és az iparban, tehát a kínálat és forgalmazás kutatása és kezelése döntő jelentőségű.
Bányászat, extrakció és neodímium olvasztása
A neodímium bányászata és előállítása egy összetett folyamat, amely általában a következő lépéseket foglalja magában:
1. A ritkaföldfémek lerakódásainak bányászata: A neodímiumot elsősorban a ritkaföldfémek érceiben, például a monazitban és a bastnäsite -ben találják meg. A ritkaföldfémek ércei bányászat a neodímium előállításának első lépése. Ez magában foglalja a geológiai kutatást, a bányászatot, az ásatást és az érc kinyerését.
2. Az érc feldolgozása: Miután a bányászati ércet kinyerik, fizikai és kémiai feldolgozási lépések sorozatán keresztül kell mennie a ritkaföldfémek elemeinek elválasztására és kinyerésére, beleértve a neodímiumot. Ezek a kezelési lépések magukban foglalhatják a rázkódást, az őrlést, a flotációt, a savas kimosódást és az oldódást.
3. A neodímium elválasztása és extrahálása: ORE feldolgozása után a ritkaföldfémek elemeit tartalmazó iszapok általában további elválasztást és extrakciót igényelnek. Ez általában magában foglalja a kémiai elválasztási módszereket, például az oldószer -extrahálást vagy az ioncserét. Ezek a módszerek lehetővé teszik a ritkaföldfémek különböző elemeinek fokozatosan elválasztását.
4. A neodímium finomítása: A neodímium izolálása után általában további finomítási folyamaton megy keresztül a szennyeződések eltávolítása és a tisztaság javítása érdekében. Ide tartozhatnak olyan módszerek, mint például az oldószer -extrahálás, a redukció és az elektrolízis.
5. Ötvözött előkészítés: A neodímium egyes alkalmazásai megkövetelik azt más fémelemekkel, például vas, bór és alumínium ötvözettel történő ötvözetével, hogy neodímium ötvözeteket készítsenek mágneses anyagok vagy magas hőmérsékletű ötvözetek előállításához.
6. Termékek előkészítése: A neodímium elemek tovább felhasználhatók különféle termékek, például mágnesek, állandó mágnesek, mágneses rezonancia kontrasztanyagok, nanorészecskék stb. Készítésére stb. Ezek a termékek felhasználhatók elektronikában, orvosi, energia- és anyagtudományi területeken.
Fontos megjegyezni, hogy a ritkaföldfémek bányászata és előállítása olyan összetett folyamat, amely gyakran szigorú környezeti és biztonsági előírásokat igényel. Ezenkívül a ritkaföldfémek bányászatának és előállításának ellátási láncát a geopolitika és a piaci ingadozások is befolyásolják, így a ritkaföldfémek elemeinek előállítása és kínálata nemzetközi figyelmet fordított.
Neodímium elem detektálási módja
1. atom abszorpciós spektrometria (AAS): Az atomabszorpciós spektrometria egy általánosan alkalmazott kvantitatív elemzési módszer, amely alkalmas a fémelemek tartalmának mérésére. Azáltal, hogy a mintát egyetlen atommá vagy ionokká kell konvertálni, a mintát egy adott hullámhosszú fényforrással besugárzva és a fény abszorpciójának mérésével a mintában szereplő fém elem tartalma meghatározható. Az AAS előnyei vannak a nagy érzékenységnek, a jó szelektivitásnak és az egyszerű működésnek.
2. spektrális szkennelési módszer: A spektrális szkennelési módszer meghatározza az elemek tartalmát a fény abszorpciójának vagy emissziójának mérésével a minta különböző hullámhosszán. Az általánosan használt spektrális szkennelési módszerek közé tartozik az ultraibolya-látható abszorpciós spektroszkópia (UV-VIS), a fluoreszcencia spektroszkópia és az atomi emissziós spektroszkópia (AES). Ezek a módszerek megmérhetik a neodímium tartalmát a mintákban a megfelelő hullámhossz kiválasztásával és a műszerparaméterek vezérlésével.
3. röntgenfluoreszcencia spektrometria (XRF): A röntgenfluoreszcencia spektrometria egy nem romboló analitikai módszer, amely alkalmas a szilárd anyagok, folyadékok és gázok elemi tartalmának mérésére. Ez a módszer meghatározza az elemek tartalmát, ha a mintát röntgenfelvételek gerjesztik, és megmérik a fluoreszcencia spektrum csúcspozícióját és intenzitását. Az XRF előnyei vannak a több elem gyors, érzékeny és egyidejű mérésének.
4. Induktívan kapcsolt plazma tömegspektrometria (ICP-MS): Az ICP-MS egy nagyon érzékeny analitikai módszer, amely alkalmas a nyom- és ultra-nyomkövetési elemek mérésére. Ez a módszer meghatározza az elemek tartalmát azáltal, hogy a mintát töltő ionokká alakítja, az induktív kapcsolt plazma által generált magas hőmérsékletű plazmával a minta ionizálására, majd tömegspektrométer használatával a tömegelemzéshez. Az ICP-MS rendkívül nagy érzékenységgel, szelektivitással és több elem egyszerre történő mérésére képes.
5. Induktívan kapcsolt plazma optikai emissziós spektrometria (ICP-OES): Az ICP-OE-k működési elve az, hogy a gerjesztett állapotú atomokat és ionokat az induktív kapcsolt plazma (ICP) által generált magas hőmérsékletű plazmában használják, és specifikus spektrális vonalakat bocsátanak ki. - Mivel mindegyik elemnek eltérő spektrális vonalai vannak, a mintában szereplő elemek ezen spektrális vonalak mérésével határozhatók meg
Ezeket a detektálási módszereket szükség szerint választhatjuk meg, a minta típusától függően, a szükséges észlelési érzékenységet és az analitikai feltételeket. Gyakorlati alkalmazásokban a legmegfelelőbb módszert választhatjuk a praseodymium tartalmának a kutatás vagy az ipari igények alapján történő meghatározására.
Az atomabszorpciós módszer specifikus alkalmazása a neodímium elem mérésére
Az elemek mérésében az atomabszorpciós módszer nagy pontossággal és érzékenységgel rendelkezik, hatékony eszközt biztosítva a kémiai tulajdonságok, az összetett összetétel és az elemek tartalmának tanulmányozására.
Ezután atomelszívódást használtunk a neodímium mennyiségének mérésére. A konkrét lépések a következők:
Készítse elő a tesztelhető mintát. A minta oldatba történő mérésére szolgáló minta előkészítéséhez általában vegyes savat kell használni az emésztéshez a későbbi mérés megkönnyítése érdekében.
Válassza ki a megfelelő atomabszorpciós spektrométert. Válassza ki a megfelelő atomabszorpciós spektrométert a mérni kívánt minta tulajdonságai és a mérni kívánt neodímium -tartalom tartománya alapján.
Állítsa be az atomabszorpciós spektrométer paramétereit. A mérni kívánt elem és a műszermodell szerint állítsa be az atomabszorpciós spektrométer paramétereit, beleértve a fényforrást, az porlasztót, az érzékelőt stb.
Mérje meg a neodímium abszorbanciáját. A tesztelendő mintát az porlasztóba helyezzük, és egy adott hullámhossz fénysugárzása a fényforráson keresztül kerül kiadásra. A mérni kívánt neodímium elem elnyeli ezt a fénysugárzást és energiaszint -átmenetet eredményez. A neodímium abszorbanciáját detektorral mérjük. Az abszorbancia és a standard görbe alapján kiszámítottuk a neodímium elem tartalmát.
A fenti tartalom révén világosan megérthetjük a neodímium fontosságát és egyediségét. Mint a ritkaföldfémek egyik eleme, a neodímium egyedi fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek széles körben használják a modern tudományban és a technológiában. A mágneses anyagoktól az optikai műszerekig, a katalízistől az űrhajózásig a Neodymium kulcsszerepet játszik. Noha még mindig sok ismeretlen van a neodímium megértéséről és alkalmazásáról, a tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével, okunk van azt hinni, hogy a jövőben mélyebben megérthetjük a neodímiumot, és egyedi tulajdonságait felhasználjuk az emberi társadalom fejlődésének előnyeihez. Gyere több lehetőséget és áldást.
A postai idő: december-10-2024