Sjeldne jordelementerselv har rike elektroniske strukturer og viser mange optiske, elektriske og magnetiske egenskaper. Etter nanomaterialisering av sjeldne jordarter, viser den mange egenskaper, for eksempel liten størrelseseffekt, høy spesifikk overflateeffekt, kvanteeffekt, ekstremt sterke optiske, elektriske, magnetiske egenskaper, superledning, høy kjemisk aktivitet, etc., som kan forbedre ytelsen og funksjonen betraktelig. av materialer og utvikle mange nye materialer. Det vil spille en viktig rolle i høyteknologiske felt som optiske materialer, lysemitterende materialer, krystallmaterialer, magnetiske materialer, batterimaterialer, elektrokeramikk, ingeniørkeramikk, katalysatorer, etc.?
1、 Nåværende utviklingsforskning og applikasjonsfelt
1. Selvlysende materiale med sjeldne jordarter: Sjeldne jordarters nano-fluorescerende pulver (farge-TV-pulver, lampepulver), med forbedret lyseffektivitet, vil i stor grad redusere mengden sjeldne jordarter som brukes. Bruker hovedsakeligY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Nye kandidater for høydefinisjonsfarge-TV.?
2. Nano-superledende materialer: YBCO-superledere fremstilt ved bruk av Y2O3, spesielt tynnfilmmaterialer, har stabil ytelse, høy styrke, enkel prosessering, nær praktisk stadium og brede utsikter.?
3. Sjeldne jordarters nanomagnetiske materialer: brukes til magnetisk minne, magnetisk væske, gigantisk magnetoresistens, etc., forbedrer ytelsen betydelig, gjør enheter med høy ytelse og miniatyrisert. For eksempel, oksidgigantiske magnetoresistensmål (REMnO3, etc.).?
4. Sjeldne jordarter høyytelseskeramikk: Elektrokeramikk (elektroniske sensorer, PTC-materialer, mikrobølgematerialer, kondensatorer, termistorer, etc.) fremstilt med ultrafin eller nanometer Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, etc., hvis elektriske egenskaper, termiske egenskaper og stabilitet har blitt kraftig forbedret, er et viktig aspekt ved oppgradering av elektroniske materialer. Keramikk sintret ved lavere temperaturer, som nano Y2O3 og ZrO2, har sterk styrke og seighet, og brukes i slitesterke enheter som lagre og skjæreverktøy; Ytelsen til flerlagskondensatorer og mikrobølgeenheter laget av nano Nd2O3, Sm2O3, etc. har blitt kraftig forbedret.?
5. Sjeldne jordarters nanokatalysatorer: I mange kjemiske reaksjoner brukes sjeldne jordartskatalysatorer. Hvis nanokatalysatorer av sjeldne jordarter brukes, vil deres katalytiske aktivitet og effektivitet bli betydelig forbedret. Det nåværende CeO2 nanopulveret har fordelene med høy aktivitet, lav pris og lang levetid i bileksosrenseren, og har erstattet de fleste edle metaller, med et årlig forbruk på tusenvis av tonn.?
6. Absorber for sjeldne jordarters ultrafiolett:Nano CeO2pulver har sterk absorpsjon av ultrafiolette stråler, og brukes i solkrem kosmetikk, solkrem fibre, bilglass, etc.?
7. Sjeldne jordarters presisjonspolering: CeO2 har en god poleringseffekt på glass og andre materialer. Nano CeO2 har høy poleringspresisjon og har blitt brukt i flytende krystallskjermer, silisiumskiver, glasslagring osv. Kort sagt har bruken av nanomaterialer av sjeldne jordarter nettopp begynt og er konsentrert innen høyteknologiske nye materialer, med høy merverdi, bredt bruksområde, stort potensial og svært lovende kommersielle prospekter.?
2、 Forberedelsesteknologi
For tiden har både produksjon og bruk av nanomaterialer vakt oppmerksomhet fra ulike land. Kinas nanoteknologi fortsetter å gjøre fremskritt, og industriell produksjon eller prøveproduksjon har blitt utført i nanoskala SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 og andre pulvermaterialer. Imidlertid er dagens produksjonsprosess og høye produksjonskostnader dens dødelige svakhet, som vil påvirke den utbredte bruken av nanomaterialer. Derfor er kontinuerlig forbedring nødvendig.?
På grunn av den spesielle elektroniske strukturen og den store atomradiusen til sjeldne jordartselementer, er deres kjemiske egenskaper svært forskjellige fra andre grunnstoffer. Derfor er fremstillingsmetoden og etterbehandlingsteknologien for nanooksider av sjeldne jordarter også forskjellig fra andre grunnstoffer. De viktigste forskningsmetoder inkluderer:?
1. Utfellingsmetode: inkludert oksalsyreutfelling, karbonatutfelling, hydroksydfelling, homogen utfelling, kompleksutfelling osv. Den største egenskapen til denne metoden er at løsningen kjernener raskt, er lett å kontrollere, utstyret er enkelt og kan produsere produkter med høy renhet. Men det er vanskelig å filtrere og lett å samle?
2. Hydrotermisk metode: Akselerer og styrk hydrolysereaksjonen av ioner under høye temperatur- og trykkforhold, og danner spredte nanokrystallinske kjerner. Denne metoden kan oppnå nanometerpulver med jevn dispersjon og smal partikkelstørrelsesfordeling, men den krever utstyr med høy temperatur og høyt trykk, noe som er dyrt og usikkert å betjene.
3. gelmetode: Det er en viktig metode for fremstilling av uorganiske materialer, og spiller en betydelig rolle i uorganisk syntese. Ved lav temperatur kan metallorganiske forbindelser eller organiske komplekser danne sol gjennom polymerisasjon eller hydrolyse, og danne gel under visse forhold. Ytterligere varmebehandling kan produsere ultrafine risnudler med større spesifikk overflate og bedre spredning. Denne metoden kan utføres under milde forhold, noe som resulterer i et pulver med større overflate og bedre dispergerbarhet. Imidlertid er reaksjonstiden lang og tar flere dager å fullføre, noe som gjør det vanskelig å oppfylle kravene til industrialisering?
4. Fastfasemetode: høytemperaturdekomponering utføres gjennom fast forbindelse eller mellomliggende tørrmediereaksjon. For eksempel blandes sjeldne jordartsmetallnitrat og oksalsyre ved kulemaling i fast fase for å danne et mellomprodukt av sjeldne jordartsmetalloksalat, som deretter spaltes ved høy temperatur for å oppnå ultrafint pulver. Denne metoden har høy reaksjonseffektivitet, enkelt utstyr og enkel betjening, men det resulterende pulveret har uregelmessig morfologi og dårlig ensartethet.
Disse metodene er ikke unike og er kanskje ikke fullt anvendelige for industrialisering. Det finnes mange tilberedningsmetoder, som organisk mikroemulsjonsmetode, alkoholyse osv.?
3、 Fremgang i industriell utvikling
Industriell produksjon tar ofte ikke i bruk en enkelt metode, men trekker heller på styrker og utfyller svakheter, og kombinerer flere metoder for å oppnå den høye produktkvaliteten, lave kostnadene og sikre og effektive prosessen som kreves for kommersialisering. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. har nylig gjort industrielle fremskritt med å utvikle nanomaterialer av sjeldne jordarter. Etter mange metoder for utforskning og utallige tester ble det funnet en metode som er mer egnet for industriell produksjon - mikrobølgegelmetode. Den største fordelen med denne teknologien er at: den originale 10-dagers gelreaksjonen er forkortet til 1 dag, slik at produksjonseffektiviteten økes med 10 ganger, kostnadene reduseres kraftig, og produktkvaliteten er god, overflaten er stor , brukerprøvereaksjonen er god, prisen er 30% lavere enn for amerikanske og japanske produkter, som er svært konkurransedyktig internasjonalt, oppnå internasjonalt avansert nivå.?
Nylig er det utført industrielle eksperimenter ved bruk av utfellingsmetoden, hovedsakelig med bruk av ammoniakkvann og ammoniakkkarbonat til utfelling, og ved bruk av organiske løsemidler for dehydrering og overflatebehandling. Denne metoden har en enkel prosess og lave kostnader, men produktkvaliteten er dårlig, og det er fortsatt noen tettsteder som trenger ytterligere forbedring og forbedring.?
Kina er et stort land innen sjeldne jordartsressurser. Utviklingen og anvendelsen av nanomaterialer av sjeldne jordarter har åpnet nye veier for effektiv utnyttelse av sjeldne jordartsressurser, utvidet omfanget av sjeldne jordarters applikasjoner, fremmet utviklingen av nye funksjonelle materialer, økt eksporten av produkter med høy verdiøkning og forbedret utenlandsk evne til å tjene penger. Dette har viktig praktisk betydning for å gjøre ressursfordeler til økonomiske fordeler.
Innleggstid: 27. juni 2023