Vedeli ste? Element Neodymia objavil vo Viedni v roku 1885 Karl Auer. Pri štúdiu tetrahydrátu dinitrátu amónnehopraseodymiumZ zmesi noodymia a praseodymia cez spektroskopickú analýzu. Za účelom pripomínania objaviteľaytria, nemecký chemik Welsbach, Orr nazvaný Neodymia “Noodymium„, Odvodené z gréckych slov„ neos “, čo znamená„ nové “a„ didymos “, čo znamená„ dvojčatá “.
Potom, čo Orr objavil prvoknoodymium, iní chemici boli skeptickí voči objavu. V roku 1925 sa však vytvorila prvá čistá vzorka kovu. V 50. rokoch 20. storočia chemická divízia Lindsay
Vykonané komerčné čistenie neodymia metódami výmeny iónov.
Na nejaký čas po objavení neodymia sa široko nepoužíva. S rozvojom vedy a technológie sa však neodymiový prvok začal používať v mnohých oblastiach kvôli svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. V 30. rokoch 20. storočia sa ako sklenené farbivo použilo komerčné noodymium a na vytvorenie červenkastého alebo oranžového skla sa použilo neodymové sklo.
Noodymiumpritiahla veľkú pozornosť vďaka svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. Najmä v posledných rokoch, uplatňovanienoodymiumV mnohých oblastiach sa naďalej rozširovala a jej hodnota sa stáva čoraz výraznejšou. Čo je teda také jedinečné na Neodymium? Odhaľme dnes tajomstvo Neodymia.
Aplikačné polia neodymia prvku
1. Magnetické materiály: Najbežnejšou aplikáciou noodymia je výroba trvalých magnetov. Najmä neodymia železné bórne magnety (NDFEB) patria medzi najsilnejšie známeTrvalé magnety. Tieto magnety sa široko používajú na premenu a ukladanie energie v zariadeniach, ako sú motory, generátory, zobrazovacie zariadenie magnetickej rezonancie, pevné disky, reproduktory a elektrické vozidlá.
2. NDFEB zliatiny: Okrem toho, že sa používa v materiáloch s permanentnými magnetmi, sa aj na výrobu zliatiny NDFEB, ktorá je vysoko pevným a ľahkým konštrukčným materiálom, ktorý sa používa na výrobu motorov lietadiel,Automobilové diely a ďalšie vysokovýkonné materiály. Aplikácia pevnosti.
3. Neodymium-železná zliatina: Neodymium sa môže tiež zliatieť železom, aby sa vyrábali vysoko výkonné magnetické materiály, napríklad v aplikáciách motorových a generátorov v elektrických vozidlách.
4. Úprava vody: Novorodenecké zlúčeniny sa môžu použiť pri úrade vody, najmä na odstránenie fosfátov v purifikovanej odpadovej vode. To má dôležité dôsledky pre ochranu životného prostredia a riadenie vodných zdrojov.
5. NDFeb Prášok: Neodymium hrá dôležitú úlohu pri výrobe práškov NDFEB, ktoré sa používajú pri výrobe trvalých magnetov.
6. Lekárske aplikácie: Aj keď nie je oblasť primárnej aplikácie, neodymium sa používa aj v niektorých zdravotníckych zariadeniach, ako sú napríklad stroje na zobrazovanie magnetickej rezonancie (MRI).
7. Neodymiové zlúčeniny: Neodymiové zlúčeniny sa tiež používajú v niektorých zliatinách a katalyzátoroch s vysokou teplotou.
Unikátne magnetické a chemické vlastnosti neodymia ho robia široko používané v mnohých oblastiach, najmä v oblasti elektroniky, energie a vedy o materiáloch.
Fyzikálne vlastnosti noodymiaNoodymiumChemický symbol: ND, atómové číslo: 60. Je to prvok vzácnych zemín so sériou jedinečných fyzikálnych vlastností. Nasleduje podrobný úvod do fyzikálnych vlastností neodymia:
1. Hustota: Hustota noodymia je asi 7,01 g/kubický centimeter. Vďaka tomu je ľahšie ako mnoho iných kovových prvkov, ale stále relatívne husté.
2. Body topenia a varu: Bod topenia z neodymia je približne 1024 stupňov Celzia (1875 stupňov Fahrenheita), zatiaľ čo bod varu je približne 3074 stupňov Celzia (5565 stupňov Fahrenheita). To naznačuje, že neodymium má relatívne vysoké body topenia a varu, vďaka čomu je stabilný vo vysokoteplotných prostrediach.
3. Kryštalická štruktúra: Neodymium bude vykazovať rôzne kryštalické štruktúry pri rôznych teplotách. Pri izbovej teplote má šesťuholníkovú štruktúru najbližšiu, ale zmeny v kubickej štruktúre zameranej na telo, keď sa teplota zvýši na približne 863 stupňov Celzia.
4. Magnetizmus:Noodymiumje paramagnetický pri teplote miestnosti, čo znamená, že je priťahované vonkajšími magnetickými poliami. Po ochladení na veľmi nízke teploty (asi -253,2 stupňov Celzia alebo -423,8 stupňov Fahrenheita) sa stáva antiferomagnetickým a vykazuje opačné vlastnosti pravidelného magnetizmu.
5. Elektrická vodivosť: Neodymium je relatívne zlý vodič elektriny s nízkou elektrickou vodivosťou. To znamená, že to nie je dobrý vodič elektriny a nie je vhodný pre aplikácie, ako sú elektronické vodiče.
6. Tepelná vodivosť: Neodymium má tiež relatívne nízku tepelnú vodivosť, vďaka čomu je nevhodná pre aplikácie tepelnej vodivosti.
7. Farba a lesk: Neodymia je strieborný kov s jasným kovovým leskom.
8. Rádioaktivita: Všetky prvky vzácnych zemín majú určitú rádioaktivitu, ale neodymium je veľmi slabo rádioaktívne, takže riziko žiarenia pre ľudí je veľmi nízke.
Fyzikálne vlastnosti noodymia ho robia cennými v konkrétnych aplikáciách, najmä pri výrobe feromagnetických materiálov a zliatiny s vysokou teplotou. Jeho paramagnetické a antiferomagnetické vlastnosti tiež spôsobujú určitý význam pri štúdiu magnetických materiálov a kvantových materiálov.
Chemické vlastnosti neodymia
Noodymium(Chemický symbol: ND) je prvok vzácnych zemín so sériou špeciálnych chemických vlastností. Nasleduje podrobný úvod do chemických vlastností neodymia:
1. Reaktivita: Neodymium je relatívne aktívny typ prvkov vzácnych zemín. Vo vzduchu neodymium rýchlo reaguje s kyslíkom za vzniku oxidov nonodyia. Vďaka tomu je Neodymium neschopné udržať svoj povrch jasný pri teplote miestnosti a rýchlo sa oxiduje.
2. Rozpustnosť: Neodymia sa môže rozpustiť v niektorých kyselinách, ako je koncentrovaná kyselina dusičná (HNO3) a koncentrovaná kyselina chlorovodíková (HCL), ale jej rozpustnosť vo vode je nízka.
3. Zlúčeniny: Neodymium môže tvoriť rôzne zlúčeniny, zvyčajne s kyslíkom, halogénom, síry a inými prvkami za vzniku zlúčenín, ako sú oxidy, sulfidy atď.
4. Oxidačný stav: Neodymium zvyčajne existuje v oxidačnom stave +3, čo je jeho najstabilnejší oxidačný stav. Za určitých podmienok sa však môže vytvoriť aj oxidačný stav +2.
5. Tvorba zliatiny: Neodymium môže tvoriť zliatiny s inými prvkami, najmä s kovmi, ako je železo a hliník, za vzniku zliatin z novorodencov. Tieto zliatiny majú často dôležité aplikácie v magnetických a štrukturálnych materiáloch.
6. Chemická reaktivita: Neodymium môže slúžiť ako katalyzátor alebo sa zúčastňovať na reakčnom procese v niektorých chemických reakciách, najmä v oblastiach zliatin s vysokou teplotou a vedy o materiáloch.
7. Oxidačná vlastnosť: Vďaka svojej relatívne aktívnej povahe môže neodymium pôsobiť ako oxidačné činidlo v niektorých chemických reakciách, čo spôsobuje stratu elektrónov iných látok.
Vďaka chemickým vlastnostiam neodymia zohráva dôležitú úlohu v špecifických aplikačných oblastiach, najmä v magnetických materiáloch, zliatinách s vysokým teplotou a výskumom v oblasti materiálov.
Biologické vlastnosti neodymia
Aplikácia noodymia v biomedicínskom poli je relatívne obmedzená, pretože nie je prvkom požadovaným v živých organizmoch a jeho rádioaktivita je slabá, takže je nevhodná na zobrazovanie jadrovej medicíny. Existujú však niektoré oblasti výskumu a aplikácií zahŕňajúce neodymium. Nasleduje podrobný úvod do biomedicínskych vlastností neodymia:
1. Kontrastné činidlo na zobrazovanie magnetickej rezonancie (MRI): Aj keď to nie je bežne používané klinické kontrastné činidlo, môže sa použiť neodymium pripraviť kontrastné činidlo MRI. Kombinácia iónov noodymia do špecifických molekulárnych štruktúr môže zvýšiť kontrast obrazov MRI, čo uľahčuje pozorovanie určitých tkanív alebo lézií. Táto aplikácia je stále vo fáze výskumu, ale má potenciál biomedicínskeho zobrazovania.
2. Nanočastice z neodymia: Vedci vyvinuli nanočastice na báze neodymia, ktoré by sa mohli použiť na dodávanie liečiva a liečbu rakoviny. Tieto nanočastice sa môžu zaviesť do tela a potom uvoľniť lieky v bunkách príjemcov alebo vykonávať ošetrenia, ako je tepelná terapia. Magnetické vlastnosti týchto častíc sa môžu použiť aj na usmernenie a monitorovanie priebehu ošetrenia.
3. Liečba nádoru: Aj keď to nie je priama liečba, výskum ukazuje, že neodymiové magnety sa môžu použiť v spojení s inými ošetreniami, ako je magnetická tepelná terapia. V tejto metóde sa do tela zavádzajú častice neodymia magnetu a potom sa zahriajú pod vplyvom vonkajšieho magnetického poľa na zničenie nádorových buniek. Toto je experimentálna liečba a stále sa študuje.
4. Výskumné nástroje: Niektoré zlúčeniny noodymium prvku sa môžu použiť ako experimentálne nástroje v biomedicínskom výskume, napríklad pri štúdiu bunkovej a molekulárnej biológie. Tieto zlúčeniny sa bežne používajú na štúdium oblastí, ako je dodávanie liečiva, bioanalýza a molekulárne zobrazovanie.
Je potrebné poznamenať, že aplikácia noodymia v biomedicínskom poli je relatívne nová a stále je pod neustálym vývojom a výskumom. Jeho aplikácie sú obmedzené svojimi vzácnymi zemskými a rádioaktívnymi vlastnosťami a vyžadujú si dôkladné zváženie. Pri používaní neodymia alebo jeho zlúčenín sa musia dodržiavať bezpečnostné a etické usmernenia, aby sa zabezpečilo, že nemajú negatívne účinky na ľudí a životné prostredie.
Prirodzené rozloženie noodymia
Neodymium je prvok vzácnych zemín, ktorý je v prírode pomerne široko distribuovaný. Nasleduje podrobný úvod do distribúcie neodymia v prírode:
1. Existencia v zemskej kôre: Neodymium je jedným z prvkov vzácnych zemín prítomných v zemskej kôre a jej hojnosť je približne 38 mg/kg. Vďaka tomu je Neodymium relatívne hojným v zemskej kôre a po cerium sa umiestnilo na druhom mieste medzi prvkami vzácnych zemín. Neodymium sa vyskytuje v oveľa vyššej hojnosti ako niektoré bežné kovy, ako sú volfrám, olovo a cín.
2. V mineráloch vzácnych zemín: Neodymium zvyčajne neexistuje vo forme voľných prvkov, ale vo forme zlúčenín v mineráloch vzácnych zemín. Neodymium je obsiahnuté v niektorých hlavných rudách vzácnych zemín, ako je monazit a bastnäsite. Neodymia v týchto rudách sa môže oddeliť prostredníctvom procesov tavenia a extrakcie pre komerčné aplikácie.
3. V ložiskách z drahých kovov: Neodymium sa niekedy nachádza v niektorých drahých kovových usadeninách, ako sú ložiská zlata, striebra, meď a uránu. Zvyčajne sa však vyskytuje v relatívne malých množstvách.
4. Morská voda: Aj keď v morskej vode existuje neodymium, jej koncentrácia je veľmi nízka, zvyčajne iba v hladine mikrogramu/litra. Preto extrahovanie nodymia z morskej vody vo všeobecnosti nie je ekonomicky životaschopná metóda.
Neodymium má určité množstvo v zemskej kôre, ale nachádza sa hlavne v mineráloch vzácnych zemín. Extrahovanie a izolácia noodymia si často vyžaduje zložité procesy tavenia a rafinácie, aby vyhovovali potrebám komerčných a priemyselných aplikácií. Prvky vzácnych Zeme, ako je Neodymium, zohrávajú v moderných technológiách a priemysle dôležitú úlohu, takže výskum a riadenie ich dodávok a distribúcie sú rozhodujúce.
Ťažba, extrakcia a tavenie sa nodymia
Ťažba a produkcia neodymia je komplexný proces, ktorý zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:
1. Ťažba usadenín vzácnych zemín: Neodymium sa vyskytuje hlavne v rudoch vzácnych zemín, ako je monazit a bastnäsite. Ťažba rudov vzácnych zemín je prvým krokom pri výrobe noodymia. Zahŕňa to geologické vyhľadávanie, ťažbu, vykopávka a extrakciu rudy.
2. Spracovanie rudy: Po extrahovaní ťažobnej rudy musí prejsť sériou fyzikálnych a chemických krokov spracovania na oddelenie a extrahovanie prvkov vzácnych zemín vrátane neodymia. Tieto kroky liečby môžu zahŕňať pokrytie, mletie, flotáciu, vylúhovanie kyseliny a rozpustenie.
3. Separácia a extrakcia noodymia: Po spracovaní rudy si kal obsahujúca prvky vzácnych zemín zvyčajne vyžaduje ďalšie oddelenie a extrakciu. Zvyčajne to zahŕňa metódy chemickej separácie, ako je extrakcia rozpúšťadla alebo výmena iónov. Tieto metódy umožňujú postupné oddelenie rôznych prvkov vzácnych zemín.
4. Rafinácia noodymia: Akonáhle je neodymia izolovaná, zvyčajne prechádza ďalším procesom rafinácie na odstránenie nečistôt a zlepšenie čistoty. To môže zahŕňať metódy, ako je extrakcia rozpúšťadla, redukcia a elektrolýza.
5. Príprava zliatiny: Niektoré aplikácie noodymia vyžadujú z legovania s inými kovovými prvkami, ako je železo, bór a hliník, na prípravu zliatin neodymia na výrobu magnetických materiálov alebo vysokých teplotných zliatín.
7
Je dôležité poznamenať, že ťažba a výroba prvkov vzácnych zemín je zložitý proces, ktorý si často vyžaduje prísne environmentálne a bezpečnostné normy. Okrem toho je dodávateľský reťazec ťažby a výroby prvkov vzácnych zemín ovplyvnený aj geopolitikou a kolísaniami trhu, takže výroba a dodávka prvkov vzácnych zemín priťahujú medzinárodnú pozornosť.
Detekčná metóda neodymia prvku
1. Atómová absorpčná spektrometria (AAS): atómová absorpčná spektrometria je bežne používaná metóda kvantitatívnej analýzy, ktorá je vhodná na meranie obsahu kovových prvkov. Prevedením vzorky, ktorá sa má merať na jednotlivé atómy alebo ióny, ožarovanie vzorky pomocou svetla špecifickej vlnovej dĺžky a meraním absorpcie svetla, je možné stanoviť obsah kovového prvku vo vzorke. AAS má výhody vysokej citlivosti, dobrej selektivity a ľahkej prevádzky.
2. Spektrálne skenovacie metóda: Metóda spektrálneho skenovania určuje obsah prvkov meraním absorpcie alebo emisie svetla pri rôznych vlnových dĺžkach vzorky. Bežne používané metódy spektrálneho skenovania zahŕňajú ultrafialovú viditeľnú absorpčnú spektroskopiu (UV-VIS), fluorescenčnú spektroskopiu a atómovú emisnú spektroskopiu (AES). Tieto metódy môžu zmerať obsah neodymia vo vzorkách výberom vhodných vlnových dĺžok a kontrolným parametrom prístroja.
3. Rôntgenová fluorescenčná spektrometria (XRF): Rôntgenová fluorescenčná spektrometria je nedeštruktívna analytická metóda vhodná na meranie obsahu elementov v tuhých látkach, kvapalinách a plynoch. Táto metóda určuje obsah prvkov emitovaním charakteristického fluorescenčného žiarenia po tom, čo je vzorka excitovaná röntgenovými lúčmi a meraním maximálnej polohy a intenzity fluorescenčného spektra. XRF má výhody rýchleho, citlivého a súčasného merania viacerých prvkov.
4. Induktívne spojená plazmatická hmotnostná spektrometria (ICP-MS): ICP-MS je vysoko citlivá analytická metóda vhodná na meranie stopy a prvkov ultra. Táto metóda určuje obsah prvkov premenou vzorky, ktorá sa má merať do nabitých iónov, s použitím vysokoteplotnej plazmy generovanej indukčne spojenou plazmou na ionizáciu vzorky a potom pomocou hmotnostného spektrometra na analýzu hmotnosti. ICP-MS má extrémne vysokú citlivosť, selektivitu a schopnosť merať viacero prvkov súčasne.
5. Induktívne spojená plazmatická optická emisná spektrometria (ICP-OES): Pracovným princípom ICP-OES je použiť atómy excitovaného stavu a ióny vo vysokoteplotnej plazme generovanej indukčne spojenou plazmou (ICP) na prechodné a emit špecifické spektrálne čiary. . Pretože každý prvok má rôzne spektrálne čiary, prvky vo vzorke sa dajú určiť meraním týchto spektrálnych čiary
Tieto metódy detekcie môžu byť vybrané podľa potreby v závislosti od typu vzorky, vyžadujú sa citlivosť detekcie a analytické podmienky. V praktických aplikáciách je možné zvoliť najvhodnejšiu metódu na určenie obsahu praseodymia na základe výskumných alebo priemyselných potrieb.
Špecifická aplikácia metódy atómovej absorpcie na meranie nózového prvku
Pri meraní prvkov má metóda atómovej absorpcie vysokú presnosť a citlivosť, ktorá poskytuje účinný prostriedok na štúdium chemických vlastností, zloženia zloženia a obsahu prvkov.
Ďalej sme použili atómovú absorpciu na meranie množstva noodymia. Konkrétne kroky sú nasledujúce:
Pripravte vzorku, ktorá sa má testovať. Na prípravu vzorky, ktorá sa má merať do roztoku, je vo všeobecnosti potrebné použiť na trávenie zmiešanej kyseliny na uľahčenie následného merania.
Vyberte vhodný atómový absorpčný spektrometer. Vyberte vhodný atómový absorpčný spektrometer na základe vlastností vzorky, ktorá sa má merať, a rozsahu obsahu nonodymia, ktorý je potrebné merať.
Upravte parametre atómového absorpčného spektrometra. Podľa prvku, ktorý sa má merať, a modelu prístroja, upravte parametre atómového absorpčného spektrometra vrátane zdroja svetla, rozprašovača, detektora atď.
Zmerajte absorbanciu noodymia. Vzorka, ktorá sa má testovať, sa umiestni do atomizéra a svetlom žiarenia špecifickej vlnovej dĺžky sa emituje cez zdroj svetla. NEODYMIUM, KTORÝ SA MÔŽE BYŤ POMOCNÉ ZABEZPEČENIE TOTO SVETOVÉHO OSLEDUJÚCE A ZOBRAZUJE PREVODOVÝ PREVÁDZKU. Absorbancia noodymia sa meria detektorom. Kalkuláciu obsahu neodymia. Na základe absorbancie a štandardnej krivky sa vypočítal obsah neodymia.
Prostredníctvom vyššie uvedeného obsahu dokážeme jasne pochopiť dôležitosť a jedinečnosť neodymia. Ako jeden z prvkov vzácnych Zeme má Neodymium jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti, vďaka ktorým sa široko používajú v modernej vede a technike. Od magnetických materiálov po optické nástroje, od katalýzy po letecký priestor, zohráva kľúčovú úlohu Neodymium. Aj keď stále existuje veľa neznámych o našom porozumení a aplikáciách neodymia, s nepretržitým rozvojom vedy a techniky, máme dôvod domnievať sa, že v budúcnosti budeme schopní hlbšie porozumieť neodymiu a využiť jeho jedinečné vlastnosti, aby sme priniesli výhody rozvoju ľudskej spoločnosti. Príďte k ďalším príležitostiam a požehnaniam.
Čas príspevku: december 10-2024