Retos žemės nanomedžiagos Retų žemės elementai turi unikalią 4F sublekstinio elektroninės struktūros, didelio atominio magnetinio momento, stiprios sukimosi orbitos jungties ir kitų savybių, todėl atsiranda labai turtinga optinė, elektrinė, magnetinė ir kitos savybės. Tai yra būtina strateginė medžiaga visame pasaulyje, siekiant pakeisti tradicines pramonės šakas ir plėtoti aukštųjų technologijų sritį, ir yra žinomos kaip „Naujų medžiagų lobių namai“.
Be savo taikymo tradiciniuose laukuose, tokiuose kaip metalurgijos mašinos, naftos chemijos medžiagos, stiklo keramika ir lengvos tekstilės gaminiai,Retos žemėsTaip pat yra pagrindinės atraminės medžiagos kylančiuose laukuose, tokiuose kaip „Clean Energy“, didelės transporto priemonės, naujos energetinės transporto priemonės, puslaidininkių apšvietimas ir nauji ekranai, glaudžiai susiję su žmogaus gyvenimu.
Po dešimtmečius trukusio vystymosi, retųjų žemių susijusių tyrimų dėmesys atitinkamai pasikeitė nuo vieno aukšto gryno retųjų žemių lydymosi ir atskyrimo į retųjų žemių aukštųjų technologijų pritaikymą magnetizme, optikoje, elektroje, energijos kaupime, katalizėje, biomedicinoje ir kitose srityse. Viena vertus, yra didesnė tendencija, kad medžiagų sistemoje yra retųjų žemių kompozicinių medžiagų; Kita vertus, tai labiau orientuota į žemų matmenų funkcines kristalų medžiagas morfologijos atžvilgiu. Ypač plėtojant šiuolaikinį nanomokslą, sujungus mažo dydžio efektą, kvantinį poveikį, paviršiaus poveikį ir nanomedžiagų sąsajos poveikį su unikaliomis elektroninės sluoksnio struktūros charakteristikomis, retųjų žemės elementų, retųjų žemių nanomedžiagų, pasižymi daugybe naujų savybių, skirtų nuo tradicinių medžiagų, ir tai padidina puikų retųjų žemių medžiagų veikimą ir toliau plečiasi jos pritaikytos tradicinių medžiagų ir naujų aukštųjų vietų gamybos savybių.
Šiuo metu daugiausia yra šios labai perspektyvios retos žemės nanomedžiagos, būtent retos žemės nano liuminescencinės medžiagos, retos žemės nanodželės katalizinės medžiagos, retosios žemės nano magnetinės medžiagos,Nano cerio oksidasUltravioletiniai ekranai ir kitos nano funkcinės medžiagos.
Nr. 1Retos žemės nano liuminescencinės medžiagos
01. Retųjų žemės organinių-neorganinių hibridinių liuminescencinių nanomedžiagų
Kompozicinės medžiagos sujungia skirtingus funkcinius vienetus molekuliniame lygyje, kad būtų pasiektos papildomos ir optimizuotos funkcijos. Organinės neorganinės hibridinės medžiagos turi organinių ir neorganinių komponentų funkcijas, parodančias gerą mechaninį stabilumą, lankstumą, šiluminį stabilumą ir puikų apdorojimą.
Retas žemėKompleksai turi daug privalumų, tokių kaip aukštas spalvų grynumas, ilgas sužadintos būsenos, aukšto kvantinio derliaus ir turtingų emisijos spektro linijų laikas. Jie plačiai naudojami daugelyje laukų, tokių kaip ekranas, optinis bangolaidžio amplifikacija, kietojo kūno lazeriai, biomarkeris ir kovos su kova. Tačiau mažas fototerminis stabilumas ir menka retųjų Žemės kompleksų apdorojimas rimtai trukdo jų taikymui ir skatinimui. Retųjų žemės kompleksų derinimas su neorganinėmis matricomis su geromis mechaninėmis savybėmis ir stabilumu yra veiksmingas būdas pagerinti retųjų žemės kompleksų liuminescencines savybes.
Nuo retos žemės organinės neorganinės hibridinės medžiagos vystymosi jų vystymosi tendencijos rodo šias savybes:
① Hibridinė medžiaga, gauta naudojant cheminio dopingo metodą, turi stabilius aktyvius komponentus, didelį dopingo kiekį ir vienodą komponentų pasiskirstymą;
② Pertvarkymas iš vienos funkcinės medžiagos prie daugiafunkcinių medžiagų, kuriant daugiafunkcines medžiagas, kad jų pritaikymas būtų platesnis;
③ Matrica yra įvairi, nuo pirmiausia silicio dioksido iki įvairių substratų, tokių kaip titano dioksidas, organiniai polimerai, moliai ir joniniai skysčiai.
02. Balta LED retosios žemės liuminescencinė medžiaga
Palyginti su esamomis apšvietimo technologijomis, puslaidininkių apšvietimo produktai, tokie kaip šviesos diodai (šviesos diodai), turi tokius pranašumus kaip ilgas aptarnavimo laikas, mažai energijos suvartojant, didelis šviesos efektyvumas, nemokamas gyvsidabris, be UV ir stabilus veikimas. Jie laikomi „ketvirtosios kartos šviesos šaltiniu“ po kaitrinių lempų, fluorescencinių lempų ir didelio stiprumo dujų išleidimo lempų (HID).
Baltą šviesos diodą sudaro traškučiai, substratai, fosforai ir tvarkyklės. Retos žemės fluorescenciniai milteliai vaidina lemiamą vaidmenį atliekant baltą LED. Pastaraisiais metais buvo atlikta daugybė tyrimų darbų, susijusių su baltųjų LED fosforais ir padaryta puiki pažanga:
① Naujo tipo fosforo, susijusio su „Blue LED“ (460M), kūrimas atliko „YAO2CE“ (YAG: CE) dopingo ir modifikavimo tyrimus, naudojamus mėlynuose LED lustuose, siekiant pagerinti šviesos efektyvumą ir spalvų perteikimą;
② Naujų fluorescencinių miltelių, susijusių su ultravioletinių spindulių (400 m) arba ultravioletinės šviesos (360 mm), vystymasis sistemingai ištyrė raudonos ir žalios spalvos fluorescencinių miltelių kompoziciją, struktūrą ir spektrines savybes, kad būtų galima gauti baltųjų šviesos diodus, atsižvelgiant į baltųjų šviesos diodus;
③ Buvo atliktas kitas darbas dėl pagrindinių mokslinių problemų, susijusių su fluorescencinių miltelių paruošimo procesu, pavyzdžiui, paruošimo proceso įtaka srautui, siekiant užtikrinti fluorescencinių miltelių kokybę ir stabilumą.
Be to, balta šviesa daugiausia priima mišrią fluorescencinių miltelių ir silikono pakavimo procesą. Dėl prasto fluorescencinių miltelių šilumos laidumo prietaisas įkaista dėl ilgo darbo laiko, todėl silikono senėjimas ir sutrumpins prietaiso tarnavimo laiką. Ši problema yra ypač rimta esant didelės galios baltos šviesos šviesos diodams. Nuotolinė pakuotė yra vienas iš būdų išspręsti šią problemą pritvirtinant fluorescencinius miltelius prie substrato ir atskirti ją nuo mėlynos LED šviesos šaltinio, taip sumažinant šilumos, kurią sukelia lustas, poveikį liuminescenciniam fluorescencinių miltelių našumui. Jei retoje žemėje fluorescencinė keramika pasižymi didelio šilumos laidumo savybėmis, dideliu atsparumu korozijai, dideliam stabilumui ir puikiam optiniam išėjimo veikimui, jie gali geriau patenkinti didelio galingumo baltojo LED, turinčio didelį energijos tankį, taikymo reikalavimus. Mikro nano milteliai, turintys aukštą sukepinimo aktyvumą ir didelę dispersiją, tapo svarbia būtini sąlyga ruošiant aukštą skaidrumo retos žemės optinės funkcinę keramiką, pasižyminčią dideliu optiniu išėjimo veikimu.
03.Rare Earth Upconverssion liuminescencinių nanomedžiagų
Upkonversijos liuminescencija yra ypatingas liuminescencijos proceso tipas, kuriam būdingas daugybinių mažai energijos vartojančių fotonų absorbcija liuminescencinėmis medžiagomis ir didelės energijos fotono emisijos generavimas. Palyginti su tradicinėmis ekologiškų dažų molekulėmis ar kvantiniais taškais, retos žemės aukštyn persiveržimo liuminescencinės nanomedžiagos turi daugybę pranašumų, tokių kaip didelis anti -stokų poslinkis, siauros emisijos juosta, geras stabilumas, žemas toksiškumas, aukšto audinių skverbimosi gylis ir žemas savaiminis spontaniškas fluorescencinio trukdymas. Jie turi plačias taikymo perspektyvas biomedicinos srityje.
Pastaraisiais metais retos Žemės pakilimo liuminescencinės nanomedžiagos padarė didelę pažangą sintezės, paviršiaus modifikavimo, paviršiaus funkcionalizavimo ir biomedicinos taikymo srityse. Žmonės pagerina medžiagų liuminescencinį veikimą optimizuodami jų sudėties, fazės būseną, dydį ir kt. Nanoskale ir sujungdami šerdies/apvalkalo struktūrą, kad sumažintų liuminescencijos gesinimo centrą, kad padidintų perėjimo tikimybę. Cheminiu būdu modifikuodami nustatykite gerą biologinio suderinamumo technologijas, kad sumažintumėte toksiškumą, ir sukurkite vaizdo liuminescencinių gyvų ląstelių ir in vivo vaizdavimo metodus; Sukurkite veiksmingus ir saugius biologinio sujungimo metodus, pagrįstus skirtingų taikymo poreikiais (imuninės aptikimo ląstelės, in vivo fluorescenciniai vaizdai, fotodinaminė terapija, fototerminė terapija, foto kontroliuojami vaistai ir kt.).
Šis tyrimas turi didžiulę taikymo potencialą ir ekonominę naudą ir turi didelę mokslinę reikšmę nanomedicinos vystymuisi, žmonių sveikatos skatinimui ir socialinei pažangai.
Nr.2 retos žemės nano magnetinės medžiagos
Retųjų žemių nuolatinės magneto medžiagos išgyveno tris vystymosi etapus: SMCO5, SM2CO7 ir ND2FE14B. Kaip greitai numalšinti NDFEB magnetiniai milteliai, skirti surišti nuolatines magneto medžiagas, grūdų dydis svyruoja nuo 20 nm iki 50 nm, todėl tai yra tipiška nanokristalinė reta žemės nuolatinė magneto medžiaga.
Retos žemės nanomagnetinės medžiagos pasižymi mažo dydžio, vieno domeno struktūros ir didelės prievartos savybėmis. Magnetinių įrašymo medžiagų naudojimas gali pagerinti signalo ir triukšmo santykį ir vaizdo kokybę. Dėl savo mažo dydžio ir didelio patikimumo, jo naudojimas mikro motorinėse sistemose yra svarbi naujos kartos aviacijos, kosmoso ir jūrinių variklių kūrimo kryptis. Magnetinei atminčiai, magnetiniam skysčiui, milžiniškoms magneto atsparumo medžiagoms, našumą galima žymiai pagerinti, todėl įtaisai tampa aukšto našumo ir miniatiūrinės.
Nr.3Retas Žemės nanoKatalitinės medžiagos
Retos žemės katalizinės medžiagos apima beveik visas katalizines reakcijas. Dėl paviršiaus, tūrio poveikio ir kvantinio dydžio poveikio, retos žemės nanotechnologijos vis labiau patraukė dėmesį. Daugelyje cheminių reakcijų naudojami retos žemės katalizatoriai. Jei bus naudojami retai žemės nanokatalizatoriai, katalizinis aktyvumas ir efektyvumas bus žymiai pagerintas.
Retos žemės nanokatalizatoriai paprastai naudojami naftos kataliziniame krekingo ir valymo automobilių išmetamųjų dujų valyme. Dažniausiai naudojamos retos žemės nanokatalitinės medžiagos yraGeneralinis direktorius2irLA2O3, kuris gali būti naudojamas kaip katalizatoriai ir promotoriai, taip pat katalizatorių nešiotojai.
Nr.4Nano cerio oksidasUltravioletiniu ekranizuojančia medžiaga
Nano cerio oksidas yra žinomas kaip trečiosios kartos ultravioletinių spindulių izoliacijos agentas, turintis gerą izoliacijos efektą ir didelį pralaidumą. Kosmetikoje mažas katalizinis aktyvumas Nano ceria turi būti naudojamas kaip UV izoliacinis agentas. Todėl nano cerio oksido ultravioletinių spindulių ekranizuojančių medžiagų rinkos dėmesys ir atpažinimas yra didelis. Norint nuolat tobulinti integruotą grandinės integraciją, reikia naujų medžiagų integruotų grandinių lustų gamybos procesams. Naujos medžiagos turi didesnius skysčių poliravimo reikalavimus, o puslaidininkių retųjų žemės poliravimo skysčiai turi atitikti šį reikalavimą, greitesnį poliravimo greitį ir mažesnį poliravimo tūrį. Nano retos žemės poliravimo medžiagos turi plačią rinką.
Didelis automobilių nuosavybės padidėjimas sukėlė rimtą oro taršą, o automobilių išmetimo valymo katalizatorių įrengimas yra pats efektyviausias būdas kontroliuoti išmetimo taršą. Nano cerio cirkonio kompoziciniai oksidai vaidina svarbų vaidmenį gerinant uodegos dujų valymo kokybę.
Nr.5 kitos nano funkcinės medžiagos
01. Retos žemės nano keraminės medžiagos
Nano keramikos milteliai gali žymiai sumažinti sukepinimo temperatūrą, kuri yra 200 ℃ ~ 300 ℃ mažesnė nei ne nano keraminių miltelių, turinčių tą pačią kompoziciją. Pridėjus „Nano CEO2“ į keramiką, galite sumažinti sukepinimo temperatūrą, slopinti grūdų augimą ir pagerinti keramikos tankį. Pridedant retųjų žemės elementų, tokių kaipY2O3, Generalinis direktorius2, or LA2O3 to Zro2gali užkirsti kelią aukštos temperatūros fazės transformacijai ir Zro2 įkyriai ir gauti Zro2 fazės transformaciją grūdintos keraminės struktūrinės medžiagos.
Elektroninė keramika (elektroniniai jutikliai, PTC medžiagos, mikrobangų krosnelės medžiagos, kondensatoriai, termistoriai ir kt.) Paruošti naudojant ultrafinuotą arba nanoskalės generolą2, Y2O3,ND2O3, SM2O3ir kt. Patobulintos elektrinės, šiluminės ir stabilumo savybės.
Į glazūros formulę pridedant retos žemės aktyvuotų fotokatalitinių kompozicinių medžiagų, galima paruošti retos žemės antibakterinę keramiką.
02.Rare Earth Nano Plonos plėvelės medžiagos
Tobulinant mokslą ir technologijas, produktų našumo reikalavimai tampa vis griežtesni, todėl reikia ypač smulkių, ypač plonų, ypač didelio tankio ir ypač užpildančių produktų. Šiuo metu yra trys pagrindinės retųjų žemių nano plėvelių kategorijos: retųjų žemės kompleksinių nano filmų, retųjų žemės oksido nano filmų ir retųjų žemių nano lydinio filmų. Retųjų „Earth Nano“ filmai taip pat vaidina svarbų vaidmenį informacijos pramonėje, katalizėje, energetikos, transporto ir gyvybės medicinoje.
Išvada
Kinija yra pagrindinė retųjų žemės išteklių šalis. Retųjų Žemės nanomedžiagų kūrimas ir taikymas yra naujas būdas efektyviai panaudoti retųjų žemės išteklius. Norint išplėsti retos žemės taikymo apimtį ir skatinti naujų funkcinių medžiagų kūrimą, medžiagų teorijoje turėtų būti sukurta nauja teorinė sistema, siekiant patenkinti nanoskalės tyrimų poreikius, padaryti retųjų žemių nanomedžiagų rezultatus ir padaryti įmanoma naujų savybių ir funkcijų atsiradimą.
Pašto laikas: 2012 m. Gegužės 29 d