Ar žinojai? Elemento neodimį 1885 m. Vienoje atrado Karlas Aueris. Tiriant amonio dinitrato tetrahidratą, Orr atskyrė neodimį irPraseodimiumIš neodimio ir prazodimio mišinio atliekant spektroskopinę analizę. Siekiant paminėti atradėjąyttrium, Vokietijos chemikas Welsbachas, Orras, pavadintas neodimiu "Neodimis„Iš graikų kalbos žodžių„ neos “reiškia„ nauja “ir„ didymos “, reiškiantys„ dvynukus “.
Po to, kai Orr atrado elementąneodimis, kiti chemikai skeptiškai vertino atradimą. Tačiau 1925 m. Buvo pagamintas pirmasis grynas metalo pavyzdys. Šeštajame dešimtmetyje Lindsay chemijos skyrius
Vykdė neodimio komercinį valymą naudojant jonų mainų metodus.
Kurį laiką po neodimio atradimo jis nebuvo plačiai naudojamas. Tačiau plėtojant mokslą ir technologijas, neodimio elementas buvo pradėtas naudoti daugelyje sričių dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių. Šeštajame dešimtmetyje komercinis neodimis buvo naudojamas kaip stiklo dažai, o neodimio stiklas buvo naudojamas rausvos ar apelsinų atspalvio stiklui sukurti.
Neodimisdėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių sulaukė daug dėmesio. Ypač pastaraisiais metais, taikymasneodimisDaugelyje sričių toliau plečiasi, o jos vertė tapo vis ryškesnė. Taigi, kas yra taip išskirtinis apie neodimį? Šiandien atskleisime neodimio paslaptį.
Neodimio elemento taikymo laukai
1. Magnetinės medžiagos: Dažniausiai pasitaikantis neodimio taikymas yra nuolatinių magnetų gamyboje. Visų pirma, neodimio geležies boro magnetai (NDFEB) yra vieni iš stipriausių žinomųNuolatiniai magnetai. Šie magnetai yra plačiai naudojami konvertuoti ir kaupiant energiją tokiuose įrenginiuose kaip varikliai, generatoriai, magnetinio rezonanso vaizdavimo įranga, standžiosios diskai, garsiakalbiai ir elektrinės transporto priemonės.
2.Automobilių dalys ir kitos aukštos kokybės medžiagos. Stiprumo taikymas.
3. Neodimio geležies lydinys: neodimis taip pat gali būti lydimas geležies, kad būtų pagamintos aukštos kokybės magnetinės medžiagos, tokios kaip variklio ir generatorių naudojimas elektrinėse transporto priemonėse.
4. Vandens valymas: neodimio junginiai gali būti naudojami gydant vandenį, ypač norint pašalinti fosfatus išgrynintose nuotekose. Tai turi didelę įtaką aplinkos apsaugai ir vandens išteklių valdymui.
5. NDFEB milteliai: Neodimis vaidina svarbų vaidmenį gaminant NDFEB miltelius, kurie naudojami gaminant nuolatinius magnetais.
6. Medicininės programos: Nors neodimis nėra pagrindinis taikymo sritis, neodimis taip pat naudojamas kai kuriose medicinos įrangoje, pavyzdžiui, magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) mašinose.
7. Neodimio junginiai: neodimio junginiai taip pat naudojami kai kuriuose aukštos temperatūros lydiniuose ir katalizatoriuose.
Dėl unikalių neodimio magnetinių ir cheminių savybių jis plačiai naudojamas daugelyje sričių, ypač elektronikos, energijos ir medžiagų moksle.
Fizinės neodimio savybėsNeodimisCheminis simbolis: ND, atominis numeris: 60. Tai yra retas žemės elementas, turintis unikalių fizinių savybių seriją. Toliau pateiktas išsamus neodimio fizinių savybių įvadas:
1. Tankis: neodimio tankis yra apie 7,01 g/kubinis centimetras. Tai daro lengvesnį nei daugelis kitų metalinių elementų, tačiau vis tiek yra gana tankūs.
2. Lydymosi ir virimo taškai: Neodimio lydymosi taškas yra maždaug 1024 laipsnių Celsijaus (1875 laipsnių Fahrenheit), o virimo temperatūra yra maždaug 3074 laipsnių Celsijaus (5565 laipsnių Fahrenheit). Tai rodo, kad neodimio lydymosi ir virimo taškai turi palyginti aukštą, todėl jis yra stabilus aukštos temperatūros aplinkoje.
3. Kristalų struktūra: Neodimis turės skirtingas kristalų struktūras esant skirtingoms temperatūroms. Kambario temperatūroje jis turi šešiakampę artimiausią struktūrą, tačiau keičiasi į kūną orientuotą kubinę struktūrą, kai temperatūra pakeliama iki maždaug 863 laipsnių Celsijaus.
4. Magnetizmas:Neodimisyra paramagnetinis kambario temperatūroje, tai reiškia, kad jį traukia išoriniai magnetiniai laukai. Tačiau kai atvėsta iki labai žemos temperatūros (maždaug -253,2 laipsnio Celsijaus arba -423,8 laipsnio pagal Farenheitą), jis tampa antiferromagnetiniu, pasižymintis priešingomis įprasto magnetizmo savybėmis.
5. Elektros laidumas: Neodimis yra palyginti prastas elektros laidininkas, turintis mažą elektros laidumą. Tai reiškia, kad jis nėra geras elektros laidininkas ir nėra tinkamas tokioms programoms kaip elektroniniai laidai.
6. Šilumos laidumas: Neodimis taip pat turi santykinai mažą šilumos laidumą, todėl jis netinkamas šilumos laidumo pritaikymui.
7. Spalva ir blizgesys: Neodimis yra sidabrinio balto metalo su ryškiu metaliniu blizgesiu.
8. Radioaktyvumas: Visi retųjų žemės elementai turi tam tikrą radioaktyvumą, tačiau neodimis yra labai silpnai radioaktyvi, todėl radiacijos rizika žmonėms yra labai maža.
Dėl fizinių neodimio savybių jis yra vertingas konkrečiose srityse, ypač gaminant feromagnetines medžiagas ir aukštos temperatūros lydinius. Jos paramagnetinės ir antiferromagnetinės savybės taip pat suteikia tam tikros svarbos tiriant magnetines ir kvantines medžiagas.
Neodimio cheminės savybės
Neodimis(Cheminis simbolis: ND) yra retas žemės elementas, turintis specialių cheminių savybių seriją. Toliau pateiktas išsamus neodimio cheminių savybių įvadas:
1. Reaktyvumas: Neodimis yra gana aktyvus retųjų žemės elementų tipas. Ore neodimis greitai reaguoja su deguonimi, kad sudarytų neodimio oksidus. Dėl to neodimis negali išlaikyti jo paviršiaus ryškaus kambario temperatūroje ir greitai oksiduos.
2. Tirpumas: Neodimis gali būti ištirpintas kai kuriose rūgštyse, tokiose kaip koncentruota azoto rūgštis (HNO3) ir koncentruota druskos rūgštis (HCl), tačiau jo tirpumas vandenyje yra mažai.
3. Junginiai: Neodimis gali sudaryti įvairius junginius, paprastai su deguonimi, halogenu, siera ir kitais elementais, kad sudarytų junginius, tokius kaip oksidai, sulfidai ir kt.
4. Oksidacijos būsena: neodimis paprastai egzistuoja +3 oksidacijos būsenoje, kuri yra stabiliausia jo oksidacijos būsena. Tačiau tam tikromis sąlygomis taip pat galima susidaryti +2 oksidacijos būseną.
5. Lydinio formavimasis: neodimis gali sudaryti lydinius su kitais elementais, ypač su metalais, tokiais kaip geležis ir aliuminis, kad susidarytų neodimio lydiniai. Šie lydiniai dažnai turi svarbų pritaikymą magnetinėje ir struktūrinėse medžiagose.
6. Cheminis reaktyvumas: neodimis gali būti katalizatorius arba dalyvauti reakcijos procese kai kuriose cheminėse reakcijose, ypač aukštos temperatūros lydinių ir medžiagų mokslo srityse.
7. Oksiduojanti savybė: Dėl santykinai aktyvaus pobūdžio neodimis gali veikti kaip oksiduojantis agentas kai kuriose cheminėse reakcijose, todėl kitos medžiagos praranda elektronus.
Dėl cheminių neodimio savybių jis vaidina svarbų vaidmenį konkrečiuose taikymo laukuose, ypač magnetinėse medžiagose, aukštos temperatūros lydiniuose ir medžiagų mokslo tyrimuose.
Biologinės neodimio savybės
Neodimio pritaikymas biomedicinos lauke yra gana ribotas, nes jis nėra elementas, reikalingas gyviesiems organizmams, o jo radioaktyvumas yra silpnas, todėl jis netinkamas branduolinės medicinos vaizdavimui. Tačiau yra keletas tyrimų ir taikymo sričių, apimančių neodimį. Toliau pateiktas išsamus neodimio biomedicinos savybių įvadas:
1. Magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) kontrasto agentas: Nors neodimis gali būti naudojamas neodimis, paruošti MRT kontrastinį agentą. Neodimio jonų derinimas į specifines molekulines struktūras gali sustiprinti MRT vaizdų kontrastą, todėl tam tikri audiniai ar pažeidimai bus lengviau stebimi. Ši programa vis dar yra tyrimų etape, tačiau turi biomedicinos vaizdų potencialą.
2. Neodimio nanodalelės: Tyrėjai sukūrė neodimio pagrindu pagamintas nanodaleles, kurios galėtų būti naudojamos vaistų tiekimui ir vėžio gydymui. Šios nanodalelės gali būti įvestos į organizmą ir paskui išleisti vaistus recipiento ląstelėse arba atlikti gydymą, pavyzdžiui, šilumos terapiją. Šių dalelių magnetinės savybės taip pat gali būti naudojamos gydymo eigai vadovauti ir stebėti.
3. Naviko gydymas: Nors ne tiesioginis gydymas, tyrimai rodo, kad neodimio magnetai gali būti naudojami kartu su kitais gydymais, tokiais kaip magnetinė šilumos terapija. Šiuo metodu į organizmą įvedamos neodimio magneto dalelės, o po to kaitinamos išorinio magnetinio lauko įtaka, kad sunaikintų naviko ląsteles. Tai yra eksperimentinis gydymas ir jis vis dar tiriamas.
4. Tyrimo priemonės: Kai kurie elemento neodimio junginiai gali būti naudojami kaip eksperimentinės priemonės biomedicininiuose tyrimuose, pavyzdžiui, tiriant ląstelių ir molekulinę biologiją. Šie junginiai dažniausiai naudojami tiriant tokias sritis kaip vaistų tiekimas, bioanalizė ir molekuliniai vaizdai.
Reikėtų pažymėti, kad neodimio pritaikymas biomedicinos srityje yra palyginti naujas ir vis dar yra nuolat tobulinamas ir tyrimais. Jo pritaikymą riboja retos žemės ir radioaktyviosios savybės, todėl reikia atidžiai apsvarstyti. Naudojant neodimį ar jo junginius, reikia laikytis saugos ir etinių gairių, kad būtų užtikrinta, jog jie neturi neigiamo poveikio žmonėms ir aplinkai.
Natūralus neodimio pasiskirstymas
Neodimis yra retas žemės elementas, gana plačiai paplitęs gamtoje. Toliau pateiktas išsamus neodimio paskirstymo gamtoje įvadas:
1. Enėjimas Žemės plutoje: Neodimis yra vienas iš retųjų Žemės elementų, esančių Žemės plutoje, o jo gausa yra maždaug 38 mg/kg. Dėl to neodimis yra gana gausus Žemės plutoje, užėmusi antrą vietą tarp retų žemės elementų, po Cerio. Neodimis yra daug didesnis nei kai kurių įprastų metalų, tokių kaip volframas, švinas ir alavo.
2. Retųjų žemės mineraluose: neodimis paprastai neegzistuoja laisvųjų elementų pavidalu, o junginių pavidalu retųjų žemių mineraluose. Neodimis yra kai kuriose pagrindinėse retųjų žemių rūdose, tokiose kaip monazitas ir Bastnäsite. Šių rūdų neodimis gali būti atskirtas per lydymo ir ekstrahavimo procesus komerciniams reikmėms.
3. Tauriųjų metalų nuosėdose: neodimį kartais galima rasti kai kuriuose tauriuose metalo nuosėdose, tokiose kaip auksas, sidabras, vario ir urano nuosėdos. Tačiau paprastai jis yra palyginti nedideliais kiekiais.
4. Jūros vanduo: Nors neodimis egzistuoja jūros vandenyje, jo koncentracija yra labai maža, paprastai tik mikrogramos/litro lygyje. Todėl neodimio išgavimas iš jūros vandens paprastai nėra ekonomiškai perspektyvus metodas.
Neodimis turi tam tikrą žemės plutos gausą, tačiau jis daugiausia yra retųjų žemių mineraluose. Norint ištraukti ir izoliuoti neodimį, dažnai reikia sudėtingų lydymosi ir rafinavimo procesų, kad būtų patenkinti komercinės ir pramoninės programos poreikiai. Retųjų žemės elementai, tokie kaip neodimis, vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikinėse technologijose ir pramonėje, todėl jų pasiūlos ir paskirstymo tyrimai ir valdymas yra labai svarbūs.
Neodimio kasyba, ištraukimas ir lydymas
Neodimio kasyba ir gamyba yra sudėtingas procesas, kuris paprastai apima šiuos veiksmus:
1. Retųjų Žemės telkinių kasyba: neodimis daugiausia randamas retųjų žemės rūdose, tokiose kaip monazitas ir Bastnäsite. Retųjų Žemės rūdų kasyba yra pirmasis neodimio gamybos žingsnis. Tai apima geologinį žvalgymą, kasybą, kasinėjimą ir rūdos išgavimą.
2. Rūdos apdorojimas: Ištraukus kasybos rūdą, ji turi atlikti daugybę fizinio ir cheminio apdorojimo žingsnių, kad būtų galima atskirti ir išgauti retųjų žemės elementus, įskaitant neodimį. Šie apdorojimo žingsniai gali apimti mainą, šlifavimą, pluoštą, rūgščių išplovimą ir tirpimą.
3. Neodimio atskyrimas ir ekstrahavimas: Po rūdos apdorojimo srutai, turintys retųjų žemės elementus, paprastai reikalauja tolesnio atskyrimo ir ekstrahavimo. Paprastai tai apima cheminio atskyrimo metodus, tokius kaip tirpiklio ekstrahavimas ar jonų mainai. Šie metodai leidžia palaipsniui atskirti skirtingus reto žemės elementus.
4. Neodimio rafinavimas: Kai neodimis yra išskirtas, jis paprastai patiria tolesnį rafinavimo procesą, kad būtų pašalintos priemaišos ir pagerinamas grynumas. Tai gali apimti tokius metodus kaip tirpiklio ekstrahavimas, redukcija ir elektrolizė.
5. Lydinio paruošimas: Kai kuriems neodimio pritaikymams reikia lydėti jį su kitais metaliniais elementais, tokiais kaip geležis, boronas ir aliuminis, kad būtų paruošti neodimio lydiniai magnetinėms medžiagoms ar aukštos temperatūros lydiniams gaminti.
6. Pasiruošimas į produktus: Neodimio elementai gali būti dar labiau naudojami įvairiems produktams, tokiems kaip magnetai, nuolatiniai magnetai, magnetinio rezonanso kontrasto agentai, nanodalelės ir kt., Šie produktai gali būti naudojami elektronikoje, medicinos, energetikos ir medžiagų mokslo srityse.
Svarbu pažymėti, kad retųjų žemės elementų kasyba ir gamyba yra sudėtingas procesas, kuriam dažnai reikia griežtų aplinkos ir saugos standartų. Be to, retųjų žemių elementų kasybai ir gamybai taip pat turi įtakos geopolitika ir rinkos svyravimai, todėl retųjų žemės elementų gamyba ir tiekimas sulaukė tarptautinio dėmesio.
Neodimio elemento aptikimo metodas
1. Atominės absorbcijos spektrometrija (AAS): Atominės absorbcijos spektrometrija yra dažniausiai naudojamas kiekybinės analizės metodas, tinkamas metalinių elementų kiekiui matuoti. Konvertuojant mėginį išmatuoti į pavienius atomus ar jonus, švitinant mėginį su konkretaus bangos ilgio šviesos šaltiniu ir matuojant šviesos absorbciją, galima nustatyti metalo elemento kiekį mėginyje. AAS turi didelio jautrumo, gero selektyvumo ir lengvo veikimo pranašumus.
2. Spektrinio nuskaitymo metodas: Spektrinio nuskaitymo metodas nustato elementų kiekį išmatuojant šviesos absorbciją ar emisiją skirtingais mėginio bangos ilgiais. Dažniausiai naudojami spektrinio nuskaitymo metodai yra ultravioletiniu spindulių matoma absorbcijos spektroskopija (UV-VIS), fluorescencijos spektroskopija ir atominės emisijos spektroskopija (AES). Šie metodai gali išmatuoti neodimio kiekį mėginiuose, pasirinkdami tinkamus bangos ilgius ir kontroliuodami prietaiso parametrus.
3. Rentgeno fluorescencijos spektrometrija (XRF): rentgeno spindulių fluorescencijos spektrometrija yra neardomas analitinis metodas, tinkamas matuoti elementinį kiekį kietųjų dalelių, skysčių ir dujų. Šis metodas nustato elementų kiekį skleidžiant būdingą fluorescencinę spinduliuotę po to, kai mėginio sužadina rentgeno spinduliai, ir išmatuojant fluorescencijos spektro didžiausią padėtį ir intensyvumą. XRF turi greito, jautraus ir tuo pačiu metu išmatuoto kelių elementų matavimo pranašumus.
4. Induktyviai sujungta plazmos masės spektrometrija (ICP-MS): ICP-MS yra labai jautrus analitinis metodas, tinkamas pėdsakų ir ypač pėdsakų elementams matuoti. Šis metodas nustato elementų kiekį, konvertuodamas mėginį į įkrautus jonus, naudojant aukštos temperatūros plazmą, kurią sukuria induktyviai sujungta plazma, kad būtų galima jonizuoti mėginį, ir tada masės analizei naudojant masės spektrometrą. ICP-MS turi ypač didelį jautrumą, selektyvumą ir galimybę vienu metu matuoti kelis elementus.
5. Induktyviai sujungta plazmos optinės emisijos spektrometrija (ICP-OES): ICP-OES veikimo principas yra naudoti sužadintos būsenos atomus ir jonus aukštos temperatūros plazmos, kurią sukuria induktyviai sujungta plazma (ICP), perėjimas ir skleidžiant specifines spektrines linijas. . Kadangi kiekvienas elementas turi skirtingas spektrines linijas, mėginio elementus galima nustatyti išmatuojant šias spektrines linijas
Šiuos aptikimo metodus galima pasirinkti pagal poreikį, atsižvelgiant į mėginio tipą, reikalingą aptikimo jautrumą ir analitines sąlygas. Praktiniuose pritaikymuose tinkamiausias metodas gali būti pasirinktas siekiant nustatyti Praseodimio turinį remiantis tyrimų ar pramonės poreikiais.
Specifinis atominio absorbcijos metodo taikymas neodimio elementui matuoti
Elementų matavimui atominės absorbcijos metodas yra didelis tikslumas ir jautrumas, užtikrinantis veiksmingą priemonę cheminės savybės, sudėtinės sudėties ir elementų kiekiui tirti.
Toliau mes panaudojome atominę absorbciją, kad išmatuotume neodimio kiekį. Konkretūs veiksmai yra šie:
Paruoškite išbandytą mėginį. Norint paruošti mėginį, kuris turi būti išmatuotas tirpalu, paprastai reikia naudoti mišrią rūgštį virškinimui, kad būtų lengviau atlikti vėlesnį matavimą.
Pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą. Pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą, pagrįstą matuojamu mėginio savybėmis, ir neodimio kiekio, kurį reikia išmatuoti, diapazoną.
Sureguliuokite atominės absorbcijos spektrometro parametrus. Pagal matuojamą elementą ir prietaiso modelį sureguliuokite atominės absorbcijos spektrometro parametrus, įskaitant šviesos šaltinį, purkštuvą, detektorių ir kt.
Išmatuokite neodimio absorbciją. Tiriamas mėginys dedamas į purkštuvą, o per šviesos šaltinį skleidžiamas tam tikro bangos ilgio šviesos spinduliuotė. Išmatuotas neodimio elementas sugers šią šviesos radiaciją ir sukels energijos lygio perėjimą. Neodimio absorbcija matuojama detektoriumi. Apskaičiuokite neodimio kiekį. Remiantis absorbcija ir standartine kreive, buvo apskaičiuotas neodimio elemento kiekis.
Per aukščiau pateiktą turinį galime aiškiai suprasti neodimio svarbą ir unikalumą. Kaip vienas iš retųjų žemės elementų, neodimis turi unikalias fizines ir chemines savybes, dėl kurių jis plačiai naudojamas šiuolaikiniame moksle ir technologijoje. Nuo magnetinių medžiagų iki optinių instrumentų, nuo katalizės iki kosmoso, neodimis vaidina pagrindinį vaidmenį. Nors vis dar yra daug nežinomų pranešimų apie mūsų supratimą ir neodimio pritaikymą, nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, turime pagrindo manyti, kad ateityje galėsime giliau suprasti neodimį ir panaudoti jo unikalias savybes, kad suteiktume naudos žmonių visuomenės vystymuisi. Ateikite daugiau galimybių ir palaiminimų.
Pašto laikas: 2012 m. Gruodžio 10 d