იშვიათი დედამიწის ნანომასალების გამოყენებისა და წარმოების ტექნოლოგია

იშვიათი დედამიწის ელემენტებიმათ აქვთ მდიდარი ელექტრონული სტრუქტურები და ავლენენ მრავალ ოპტიკურ, ელექტრულ და მაგნიტურ თვისებებს. იშვიათი დედამიწის ნანომატერიალიზაციის შემდეგ, მას აქვს მრავალი მახასიათებელი, როგორიცაა მცირე ზომის ეფექტი, მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის ეფექტი, კვანტური ეფექტი, უკიდურესად ძლიერი ოპტიკური, ელექტრული, მაგნიტური თვისებები, სუპერგამტარობა, მაღალი ქიმიური აქტივობა და ა.შ., რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს შესრულება და ფუნქცია. მასალების და მრავალი ახალი მასალის შემუშავება. ის მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს მაღალტექნოლოგიურ სფეროებში, როგორიცაა ოპტიკური მასალები, სინათლის გამოსხივება, ბროლის მასალები, მაგნიტური მასალები, ბატარეის მასალები, ელექტროკერამიკა, საინჟინრო კერამიკა, კატალიზატორები და ა.შ.?

1, მიმდინარე განვითარების კვლევისა და გამოყენების სფეროები

 1. იშვიათი დედამიწის ლუმინესცენტური მასალა: იშვიათი დედამიწის ნანო ფლუორესცენტური ფხვნილი (ფერადი ტელევიზორის ფხვნილი, ნათურის ფხვნილი), გაუმჯობესებული მანათობელი ეფექტურობით, მნიშვნელოვნად შეამცირებს გამოყენებული იშვიათი დედამიწის რაოდენობას. ძირითადად გამოყენებითY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. კანდიდატი ახალი მასალები მაღალი გარჩევადობის ფერადი ტელევიზიისთვის.?

2. ნანო ზეგამტარი მასალები: YBCO სუპერგამტარებს, რომლებიც მომზადებულია Y2O3-ის გამოყენებით, განსაკუთრებით თხელი ფირის მასალებით, აქვთ სტაბილური შესრულება, მაღალი სიმტკიცე, მარტივი დამუშავება, პრაქტიკულ სტადიასთან ახლოს და ფართო პერსპექტივები.

3. იშვიათი დედამიწის ნანო მაგნიტური მასალები: გამოიყენება მაგნიტური მეხსიერებისთვის, მაგნიტური სითხის, გიგანტური მაგნიტორეზისტენტობისთვის და ა.შ. მაგალითად, ოქსიდის გიგანტური მაგნიტორეზისტენტობის სამიზნეები (REMnO3 და ა.შ.).?

4. იშვიათი დედამიწის მაღალი ხარისხის კერამიკა: ელექტროკერამიკა (ელექტრონული სენსორები, PTC მასალები, მიკროტალღური მასალები, კონდენსატორები, თერმისტორები და ა.შ.) მომზადებული ულტრა წვრილად ან ნანომეტრით Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 და ა.შ., რომლის ელექტრული თვისებები, თერმული. თვისებები და სტაბილურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, არის ელექტრონული მასალების განახლების მნიშვნელოვანი ასპექტი. დაბალ ტემპერატურაზე აგლომერირებულ კერამიკას, როგორიცაა ნანო Y2O3 და ZrO2, აქვს ძლიერი სიმტკიცე და გამძლეობა და გამოიყენება აცვიათ მდგრად მოწყობილობებში, როგორიცაა საკისრები და საჭრელი იარაღები; მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა ნანო Nd2O3, Sm2O3 და ა.შ. მრავალშრიანი კონდენსატორებისა და მიკროტალღური მოწყობილობების მუშაობა.?

5. იშვიათი დედამიწის ნანოკატალიზატორები: ბევრ ქიმიურ რეაქციაში გამოიყენება იშვიათი დედამიწის კატალიზატორები. თუ იშვიათი დედამიწის ნანოკატალიზატორები გამოიყენება, მათი კატალიზური აქტივობა და ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდება. ამჟამინდელი CeO2 ნანო ფხვნილი აქვს მაღალი აქტივობის, დაბალი ფასის და ხანგრძლივი მომსახურების ვადის უპირატესობებს საავტომობილო გამონაბოლქვი გამწმენდში და ჩაანაცვლა ძვირფასი ლითონების უმეტესობა ათასობით ტონა წლიური მოხმარებით.?

6. იშვიათი დედამიწის ულტრაიისფერი შთამნთქმელი:ნანო CeO2ფხვნილს აქვს ულტრაიისფერი სხივების ძლიერი შთანთქმა და გამოიყენება მზისგან დამცავ კოსმეტიკაში, მზისგან დამცავ ბოჭკოებში, მანქანის მინაში და ა.შ.?

7. იშვიათი მიწის ზუსტი გაპრიალება: CeO2-ს აქვს კარგი გასაპრიალებელი ეფექტი მინაზე და სხვა მასალებზე. Nano CeO2-ს აქვს გაპრიალების მაღალი სიზუსტე და გამოიყენებოდა თხევადკრისტალური დისპლეებში, სილიკონის ვაფლებში, მინის შესანახად და ა.შ. მოკლედ, იშვიათი დედამიწის ნანომასალების გამოყენება ახლახან დაიწყო და კონცენტრირებულია მაღალტექნოლოგიური ახალი მასალების სფეროში. დამატებითი ღირებულება, გამოყენების ფართო სპექტრი, უზარმაზარი პოტენციალი და ძალიან პერსპექტიული კომერციული პერსპექტივები.?

2, მომზადების ტექნოლოგია

დღეისათვის ნანომასალების წარმოებამ და გამოყენებამ მიიპყრო ყურადღება სხვადასხვა ქვეყნებიდან. ჩინეთის ნანოტექნოლოგია აგრძელებს პროგრესს და სამრეწველო წარმოება ან საცდელი წარმოება წარმატებით განხორციელდა ნანომასშტაბიანი SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 და სხვა ფხვნილის მასალებში. თუმცა, წარმოების მიმდინარე პროცესი და წარმოების მაღალი ხარჯები მისი ფატალური სისუსტეა, რაც გავლენას მოახდენს ნანომასალების ფართო გამოყენებაზე. ამიტომ აუცილებელია მუდმივი გაუმჯობესება.?

იშვიათი დედამიწის ელემენტების სპეციალური ელექტრონული სტრუქტურისა და დიდი ატომური რადიუსის გამო, მათი ქიმიური თვისებები ძალიან განსხვავდება სხვა ელემენტებისაგან. აქედან გამომდინარე, იშვიათი დედამიწის ნანოოქსიდების მომზადების მეთოდი და შემდგომი დამუშავების ტექნოლოგია ასევე განსხვავდება სხვა ელემენტებისაგან. კვლევის ძირითადი მეთოდები მოიცავს:?

1. ნალექის მეთოდი: მათ შორის ოქსილის მჟავა ნალექი, კარბონატული ნალექი, ჰიდროქსიდის ნალექი, ერთგვაროვანი ნალექი, კომპლექსური ნალექი და ა. მაღალი სისუფთავის პროდუქტები. მაგრამ რთულია გაფილტვრა და ადვილად შეკრება?

2. ჰიდროთერმული მეთოდი: იონების ჰიდროლიზის რეაქციის დაჩქარება და გაძლიერება მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში და დისპერსიული ნანოკრისტალური ბირთვების წარმოქმნა. ამ მეთოდით შეიძლება მიიღოთ ნანომეტრიანი ფხვნილები ერთგვაროვანი დისპერსიით და ნაწილაკების ზომების ვიწრო განაწილებით, მაგრამ ეს მოითხოვს მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის აღჭურვილობას, რომელიც ძვირი და სახიფათოა.

3. გელის მეთოდი: არაორგანული მასალების მომზადების მნიშვნელოვანი მეთოდია და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს არაორგანული სინთეზში. დაბალ ტემპერატურაზე ორგანულ მეტალურ ნაერთებს ან ორგანულ კომპლექსებს შეუძლიათ წარმოქმნან სოლი პოლიმერიზაციის ან ჰიდროლიზის გზით და გარკვეულ პირობებში წარმოქმნან გელი. შემდგომი თერმული დამუშავების შედეგად შეიძლება წარმოიქმნას ულტრა ფაფუკი ბრინჯის ნუდლები უფრო დიდი სპეციფიური ზედაპირით და უკეთესი დისპერსიით. ეს მეთოდი შეიძლება განხორციელდეს რბილ პირობებში, რის შედეგადაც მიიღება ფხვნილი უფრო დიდი ზედაპირის ფართობით და უკეთესი დისპერსიულობით. თუმცა, რეაქციის დრო გრძელია და დასრულებას რამდენიმე დღე სჭირდება, რაც ართულებს ინდუსტრიალიზაციის მოთხოვნების დაკმაყოფილებას?

4. მყარი ფაზის მეთოდი: მაღალტემპერატურული დაშლა ხდება მყარი ნაერთის ან შუალედური მშრალი მედიის რეაქციის მეშვეობით. მაგალითად, იშვიათი დედამიწის ნიტრატი და ოქსილის მჟავა შერეულია მყარი ფაზის ბურთის დაფქვით, რათა წარმოიქმნას იშვიათი დედამიწის ოქსალატის შუალედი, რომელიც შემდეგ იშლება მაღალ ტემპერატურაზე ულტრა თხელი ფხვნილის მისაღებად. ამ მეთოდს აქვს მაღალი რეაქციის ეფექტურობა, მარტივი აღჭურვილობა და მარტივი ოპერაცია, მაგრამ შედეგად ფხვნილს აქვს არარეგულარული მორფოლოგია და ცუდი ერთგვაროვნება.?

ეს მეთოდები არ არის უნიკალური და შეიძლება სრულად არ იყოს გამოყენებული ინდუსტრიალიზაციაში. არსებობს მრავალი მომზადების მეთოდი, როგორიცაა ორგანული მიკროემულსიის მეთოდი, ალკოჰოლიზი და ა.შ.

3, პროგრესი ინდუსტრიულ განვითარებაში

სამრეწველო წარმოება ხშირად არ იყენებს ერთ მეთოდს, არამედ ეყრდნობა ძლიერ მხარეებს და ავსებს სუსტ მხარეებს და აერთიანებს რამდენიმე მეთოდს პროდუქტის მაღალი ხარისხის, დაბალი ფასის და კომერციალიზაციისთვის საჭირო უსაფრთხო და ეფექტური პროცესის მისაღწევად. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd.-მა ცოტა ხნის წინ მიაღწია ინდუსტრიულ პროგრესს იშვიათი დედამიწის ნანომასალების შემუშავებაში. ძიების მრავალი მეთოდისა და უთვალავი გამოცდის შემდეგ, აღმოჩნდა მეთოდი, რომელიც უფრო შესაფერისია სამრეწველო წარმოებისთვის - მიკროტალღური გელის მეთოდი. ამ ტექნოლოგიის ყველაზე დიდი უპირატესობა ის არის, რომ: ორიგინალური 10 დღიანი გელის რეაქცია მცირდება 1 დღემდე, ასე რომ წარმოების ეფექტურობა იზრდება 10-ჯერ, ღირებულება მნიშვნელოვნად შემცირდება და პროდუქტის ხარისხი კარგია, ზედაპირის ფართობი დიდია. მომხმარებლის საცდელი რეაქცია კარგია, ფასი 30%-ით დაბალია, ვიდრე ამერიკული და იაპონური პროდუქცია, რომელიც ძალიან კონკურენტუნარიანია საერთაშორისო დონეზე, მიაღწიეთ საერთაშორისო მოწინავე დონეს.?

ბოლო დროს, სამრეწველო ექსპერიმენტები ჩატარდა ნალექის მეთოდით, ძირითადად ამიაკის წყლის და ამიაკის კარბონატის გამოყენებით ნალექისთვის და ორგანული გამხსნელების გამოყენებით დეჰიდრატაციისა და ზედაპირული დამუშავებისთვის. ამ მეთოდს აქვს მარტივი პროცესი და დაბალი ღირებულება, მაგრამ პროდუქტის ხარისხი დაბალია და ჯერ კიდევ არის გარკვეული აგლომერაციები, რომლებიც საჭიროებენ შემდგომ გაუმჯობესებას და გაუმჯობესებას.?

ჩინეთი იშვიათი დედამიწის რესურსების მთავარი ქვეყანაა. იშვიათი დედამიწის ნანომასალების შემუშავებამ და გამოყენებამ გახსნა ახალი გზები იშვიათი დედამიწის რესურსების ეფექტური გამოყენებისთვის, გააფართოვა იშვიათი დედამიწის გამოყენების სფერო, ხელი შეუწყო ახალი ფუნქციური მასალების განვითარებას, გაზარდა მაღალი დამატებული ღირებულების პროდუქტების ექსპორტი და გააუმჯობესა უცხოური გაცვლითი შემოსავლის შესაძლებლობები. ამას მნიშვნელოვანი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს რესურსების უპირატესობების ეკონომიკურ უპირატესობად გადაქცევაში.