Ste vedeli? Element neodimija je na Dunaju leta 1885 odkril Karl Auer. Med študijem amonijevega dinitrata tetrahidrata je ORR ločil neodimij inPraseodimiz mešanice neodimija in prazoodima s spektroskopsko analizo. V spomin na odkrityttrium, nemški kemik Welsbach, Orr, imenovan neodimij "Neodimij", ki izhaja iz grških besed" Neos ", kar pomeni" novo "in" Didymos ", kar pomeni" dvojčka ".
Potem ko je Orr odkril elementneodimij, drugi kemiki so bili skeptični do odkritja. Vendar je bil leta 1925 proizveden prvi čisti vzorec kovine. V petdesetih letih prejšnjega stoletja je kemična divizija Lindsay
Izvedel komercialno čiščenje neodima s pomočjo metod ionske izmenjave.
Nekaj časa po odkritju neodimija ni bil široko uporabljen. Vendar pa se je z razvojem znanosti in tehnologije zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti začel uporabljati neodimijski element na številnih področjih. V tridesetih letih prejšnjega stoletja je bil komercialni neodimij uporabljen kot stekleno barvilo, neodimijsko steklo pa smo uporabili za ustvarjanje rdečkastega ali oranžnega stekla.
Neodimijje pritegnila veliko pozornosti zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti. Zlasti v zadnjih letihneodimijNa mnogih področjih se še naprej širi in njegova vrednost postaja vse bolj izrazita. Torej, kaj je tako edinstveno pri neodimiju? Danes razkrijmo skrivnost neodimija.
Uporaba polja neodimijevega elementa
1. magnetni materiali: Najpogostejša uporaba neodima je v proizvodnji stalnih magnetov. Zlasti magneti iz železovega bora (NDFEB) so med najmočnejšimi znanimitrajni magneti. Ti magneti se pogosto uporabljajo za pretvorbo in shranjevanje energije v napravah, kot so motorji, generatorji, oprema za slikanje z magnetno resonanco, trdi diski, zvočniki in električna vozila.
2. NDFEB zlitina: Poleg tega, da se uporablja v trajnih magnetnih materialih, se neodimij uporablja tudi za izdelavo zlitine NDFEB, ki je visoko trden, lahki konstrukcijski material, ki se uporablja za izdelavo letalskih motorjev,avtomobilski deli in drugi visokozmogljivi materiali. Uporaba moči.
3. Neodimij-železno zlitino: Neodimij lahko zlitin z železom, da se izdelajo visokozmogljive magnetne materiale, na primer pri uporabi motorja in generatorja v električnih vozilih.
4. Čiščenje vode: Neodimijeve spojine lahko uporabimo pri čiščenju vode, zlasti za odstranjevanje fosfatov v prečiščeni odpadni vodi. To ima pomembne posledice za varstvo okolja in upravljanje vodnih virov.
5. NDFEB v prahu: Neodimij ima pomembno vlogo pri proizvodnji praškov NDFEB, ki se uporabljajo pri proizvodnji stalnih magnetov.
6. Medicinske aplikacije: Čeprav ni primarno območje uporabe, se neodimij uporablja tudi v nekaterih medicinskih oprema, kot so stroji za slikanje magnetne resonance (MRI).
7. Neodimijeve spojine: Neodimijeve spojine se uporabljajo tudi v nekaterih visokotemperaturnih zlitinah in katalizatorjih.
Edinstvene magnetne in kemijske lastnosti neodima se široko uporabljajo na številnih področjih, zlasti v znanosti o elektroniki, energiji in materialih.
Fizikalne lastnosti neodimaNeodimijKemični simbol: ND, atomska številka: 60. Je redek zemeljski element z nizom edinstvenih fizikalnih lastnosti. Sledi podroben uvod v fizikalne lastnosti neodimija:
1. Gostota: gostota neodima je približno 7,01 g/kubični centimeter. Zaradi tega je lažji od mnogih drugih kovinskih elementov, vendar še vedno relativno gosta.
2. točke taljenja in vrelišča: tališče neodimija je približno 1024 stopinj Celzija (1875 stopinj Fahrenheit), medtem ko je vrelišča približno 3074 stopinj Celzija (5565 stopinj Fahrenheita). To kaže, da ima neodimij razmeroma visoke točke taljenja in vrelišča, zaradi česar je stabilen v visokotemperaturnih okoljih.
3. Kristalna struktura: Neodimij bo pri različnih temperaturah pokazal različne kristalne strukture. Pri sobni temperaturi ima šesterokotno najbližje pakirano strukturo, vendar se spremeni v telesno osredotočeno kubično strukturo, ko se temperatura dvigne na približno 863 stopinj Celzija.
4. magnetizem:Neodimijje paramagnetna pri sobni temperaturi, kar pomeni, da ga privlačijo zunanja magnetna polja. Ko pa se ohladi na zelo nizke temperature (približno -253,2 stopinj Celzija ali -423,8 stopinj Fahrenheita), postane antiferromagnetna, ki ima nasprotne lastnosti običajnega magnetizma.
5. Električna prevodnost: Neodimij je razmeroma slab prevodnik električne energije z nizko električno prevodnostjo. To pomeni, da ni dober prevodnik električne energije in ni primeren za aplikacije, kot so elektronske žice.
6. Termična prevodnost: Neodimij ima tudi razmeroma nizko toplotno prevodnost, zaradi česar je neprimerna za uporabo toplotne prevodnosti.
7. Barva in luster: Neodimij je srebrno-bela kovina s svetlim kovinskim sijajem.
8. Radioaktivnost: Vsi redki zemeljski elementi imajo nekaj radioaktivnosti, vendar je neodimij zelo šibko radioaktiven, zato je tveganje za sevanje za ljudi zelo majhno.
Fizikalne lastnosti neodima so dragocene pri specifičnih aplikacijah, zlasti pri proizvodnji feromagnetnih materialov in visokotemperaturnih zlitin. Njegove paramagnetne in antiferromagnetne lastnosti so tudi pri preučevanju magnetnih materialov in kvantnih materialov določenega pomena.
Kemične lastnosti neodima
Neodimij(Kemični simbol: ND) je redek zemeljski element z nizom posebnih kemičnih lastnosti. Sledi podroben uvod v kemijske lastnosti neodimija:
1. Reaktivnost: Neodimij je relativno aktivna vrsta redkih zemeljskih elementov. V zraku neodimij hitro reagira s kisikom, da tvori neodimijeve okside. Zaradi tega neodimij ne more ohraniti površine svetlo pri sobni temperaturi in bo hitro oksidacijo.
2. Topnost: Neodimij lahko raztopimo v nekaterih kislinah, kot sta koncentrirana dušikova kislina (HNO3) in koncentrirana klorovodikova kislina (HCl), vendar je njegova topnost v vodi nizka.
3. Spojine: Neodimij lahko tvori različne spojine, običajno s kisikom, halogenom, žveplom in drugimi elementi, da tvorijo spojine, kot so oksidi, sulfidi itd.
4. stanje oksidacije: neodimij običajno obstaja v stanju +3 oksidacije, kar je njegovo najbolj stabilno oksidacijsko stanje. Vendar pa se pod določenimi pogoji lahko oblikuje tudi stanje oksidacije +2.
5. Nastajanje zlitin: Neodimij lahko tvori zlitine z drugimi elementi, zlasti s kovinami, kot sta železo in aluminij, da tvorijo neodimijeve zlitine. Te zlitine imajo pogosto pomembne aplikacije v magnetnih in strukturnih materialih.
6. Kemična reaktivnost: Neodimij lahko služi kot katalizator ali sodeluje v reakcijskem procesu v nekaterih kemičnih reakcijah, zlasti na področju visokotemperaturnih zlitin in znanosti o materialih.
7. Oksidiranje lastnosti: Neodimij lahko zaradi relativno aktivne narave deluje kot oksidacijsko sredstvo v nekaterih kemijskih reakcijah, zaradi česar druge snovi izgubijo elektrone.
Kemične lastnosti neodimija igrajo pomembno vlogo pri specifičnih področjih uporabe, zlasti v magnetnih materialih, visokotemperaturnih zlitinah in raziskavah znanosti o materialih.
Biološke lastnosti neodima
Uporaba neodimija na biomedicinskem polju je razmeroma omejena, saj ni element, potreben v živih organizmih, njegova radioaktivnost pa je šibka, zaradi česar je neprimerna za slikanje jedrske medicine. Vendar pa obstaja nekaj raziskovalnih in aplikacijskih področij, ki vključujejo neodimij. Sledi podroben uvod v biomedicinske lastnosti neodimija:
1. kontrastno sredstvo za slikanje magnetne resonance (MRI): Čeprav ni pogosto uporabljeno klinično kontrastno sredstvo, lahko uporabimo neodimij pripravimo MRI kontrastno sredstvo. Združevanje neodimijevih ionov v specifične molekularne strukture lahko poveča kontrast slik MRI, kar olajša opazovanje določenih tkiv ali lezij. Ta aplikacija je še vedno v fazi raziskovanja, vendar ima potencial za biomedicinsko slikanje.
2. Neodimijevi nanodelci: Raziskovalci so razvili nanodelce na osnovi neodima, ki bi jih lahko uporabili za dajanje zdravil in zdravljenje raka. Te nanodelce lahko vnesemo v telo in nato sprostimo zdravila v prejemniških celicah ali opravimo zdravljenje, kot je toplotna terapija. Magnetne lastnosti teh delcev se lahko uporabijo tudi za vodenje in spremljanje potek zdravljenja.
3. Zdravljenje tumorja: Čeprav ni neposredno zdravljenje, raziskave kažejo, da se lahko neodimijski magneti uporabljajo skupaj z drugimi zdravljenjem, kot je magnetna toplotna terapija. Pri tej metodi se delci neodimijevega magneta vnesejo v telo in se nato segrejejo pod vplivom zunanjega magnetnega polja za uničenje tumorskih celic. To je eksperimentalno zdravljenje in se še vedno preučuje.
4. Raziskovalna orodja: Nekatere spojine elementa neodimija lahko uporabimo kot eksperimentalna orodja v biomedicinskih raziskavah, na primer pri preučevanju celične in molekularne biologije. Te spojine se običajno uporabljajo za preučevanje področij, kot so dajanje zdravil, bioanaliza in molekularno slikanje.
Treba je opozoriti, da je uporaba neodimija na biomedicinskem področju razmeroma nova in je še vedno v stalnem razvoju in raziskavah. Njegove aplikacije so omejene s svojimi redkimi zemeljskimi in radioaktivnimi lastnostmi in zahtevajo skrbno upoštevanje. Pri uporabi neodimija ali njegovih spojin je treba upoštevati varnost in etične smernice, da se zagotovi, da nimajo negativnih učinkov na ljudi in okolje.
Naravna porazdelitev neodima
Neodimij je redek zemeljski element, ki je v naravi razmeroma široko razširjen. Sledi podroben uvod v porazdelitev neodimija v naravi:
1. Obstoj v Zemljini skorji: Neodimij je eden redkih zemeljskih elementov, ki so prisotni v Zemljini skorji, njegova številčnost pa je približno 38 mg/kg. Zaradi tega je neodimij razmeroma bogat v Zemljini skorji, ki se po ceruju uvrsti na drugo mesto med redkimi zemeljskimi elementi. Neodimij se pojavlja v veliko večji številčnosti kot nekatere skupne kovine, kot so volframo, svinca in kositer.
2. V redkih zemeljskih mineralih: neodimij običajno ne obstaja v obliki prostih elementov, ampak v obliki spojin v redkih zemeljskih mineralih. Neodimij je vsebovan v nekaterih večjih redkih zemeljskih rudah, kot sta monazit in bastnäsite. Neodimij v teh rudah lahko ločimo s postopki taljenja in ekstrakcije za komercialne aplikacije.
3. V dragocenih kovinskih nahajališčih: neodimij lahko včasih najdemo v nekaterih nahajališčih plemenitih kovin, kot so nahajališča zlata, srebra, bakra in urana. Vendar je običajno prisoten v razmeroma majhnih količinah.
4. Morska voda: Čeprav neodimij obstaja v morski vodi, je njegova koncentracija zelo nizka, običajno le na ravni mikrograma/litra. Zato pridobivanje neodima iz morske vode na splošno ni ekonomsko izvedljiva metoda.
Neodimij ima v Zemljini skorji določeno številčnost, vendar ga najdemo predvsem v redkih zemeljskih mineralih. Odvajanje in izoliranje neodimija pogosto zahteva zapletene postopke taljenja in rafiniranja, da zadovolji potrebe komercialnih in industrijskih aplikacij. Redki zemeljski elementi, kot je neodimij, igrajo pomembne vloge v sodobni tehnologiji in industriji, zato so raziskave in upravljanje njihove ponudbe in distribucije ključnega pomena.
Rudarjenje, ekstrakcija in taljenje neodima
Rudarstvo in proizvodnja neodima je kompleksen postopek, ki običajno vključuje naslednje korake:
1. rudarjenje redkih zemeljskih nahajališč: neodimij najdemo predvsem v redkih zemeljskih rudah, kot sta monazit in bastnäsite. Rudarjenje redkih zemeljskih rud je prvi korak v proizvodnji neodima. To vključuje geološko perspektivo, rudarjenje, izkopavanje in ekstrakcijo rude.
2. Obdelava rude: Ko se rudarska ruda ekstrahira, mora iti skozi vrsto korakov fizikalne in kemične obdelave, da ločimo in izvlečemo redke zemeljske elemente, vključno z neodimijem. Ti koraki zdravljenja lahko vključujejo mamilo, brušenje, flotacijo, izpiranje kisline in raztapljanje.
3. Ločitev in ekstrakcija neodima: Po predelavi rude je gnojena, ki vsebuje redke zemeljske elemente, običajno potrebna nadaljnja ločitev in ekstrakcijo. To običajno vključuje kemične metode ločevanja, kot sta ekstrakcija topila ali izmenjava ionov. Te metode omogočajo postopoma ločitve različnih redkih zemeljskih elementov.
4. Rafiniranje neodima: Ko je neodimij izoliran, se običajno nadaljuje postopek rafiniranja, da se odstrani nečistoče in izboljša čistost. To lahko vključuje metode, kot so ekstrakcija topila, redukcija in elektroliza.
5. Priprava zlitin: Nekatere aplikacije neodimija potrebujejo legiranje z drugimi kovinskimi elementi, kot so železo, boro in aluminij, za pripravo neodimijevih zlitin za izdelavo magnetnih materialov ali visokotemperaturnih zlitin.
6. Priprava na izdelke: Neodimijeve elemente lahko dodatno uporabljamo za pripravo različnih izdelkov, kot so magneti, trajni magneti, kontrastni sredstva za magnetno resonanco, nanodelci itd. Te izdelke se lahko uporabljajo v elektroniki, medicinskih, energiji in materialih.
Pomembno je opozoriti, da je rudarjenje in proizvodnja redkih zemeljskih elementov kompleksen proces, ki pogosto zahteva stroge okoljske in varnostne standarde. Poleg tega na dobavno verigo redkih zemeljskih elementov in proizvodnjo vplivajo tudi geopolitika in nihanja na trgu, zato sta proizvodnja in dobava redkih zemeljskih elementov pritegnila mednarodno pozornost.
Metoda odkrivanja neodimijevega elementa
1. S pretvorbo vzorca, ki ga je treba izmeriti v enojne atome ali ione, se lahko vzorčimo s svetlobnim virom določene valovne dolžine in merimo absorpcijo svetlobe, lahko določimo vsebnost kovinskega elementa v vzorcu. AAS ima prednosti visoke občutljivosti, dobre selektivnosti in enostavnega delovanja.
2. Metoda spektralnega skeniranja: Spektralna metoda skeniranja določa vsebnost elementov z merjenjem absorpcije ali emisije svetlobe pri različnih valovnih dolžinah vzorca. Pogosto uporabljene metode spektralnega skeniranja vključujejo ultravijolično vidno absorpcijsko spektroskopijo (UV-Vis), fluorescentno spektroskopijo in atomsko emisijsko spektroskopijo (AES). Te metode lahko merijo vsebnost neodimija v vzorcih z izbiro ustreznih valovnih dolžin in nadzorovanjem parametrov instrumentov.
3. Rentgenska fluorescenčna spektrometrija (XRF): rentgenska fluorescenčna spektrometrija je nedestruktivna analitična metoda, primerna za merjenje elementarne vsebnosti v trdnih snovi, tekočinah in plinih. Ta metoda določa vsebnost elementov z oddajanjem značilnega fluorescenčnega sevanja po vzorcu vzbuja rentgenske žarke in merjenje najvišjega položaja in intenzivnosti fluorescenčnega spektra. XRF ima prednosti hitrega, občutljivega in hkratnega merjenja več elementov.
4. Induktivno povezana masna spektrometrija plazme (ICP-MS): ICP-MS je zelo občutljiva analitična metoda, primerna za merjenje sledi in ultra sledi. Ta metoda določa vsebnost elementov s pretvorbo vzorca, ki ga je treba izmeriti v napolnjene ione, z uporabo visokotemperaturne plazme, ki nastane z induktivno povezano plazmo, da ionizira vzorec, in nato z uporabo masnega spektrometra za masno analizo. ICP-MS ima izjemno visoko občutljivost, selektivnost in sposobnost merjenja več elementov hkrati.
5. Induktivno povezana spektrometrija plazemske optične emisije (ICP-OES): načelo delovnega dela ICP-OES je uporaba atomov vzbujenega stanja in ionov v visokotemperaturni plazmi, ki nastanejo z induktivno povezanimi plazmi (ICP) na prehod in oddajajo specifične spektralne linije. . Ker ima vsak element različne spektralne črte, lahko elemente v vzorcu določimo z merjenjem teh spektralnih linij
Te metode odkrivanja lahko po potrebi izberete, odvisno od vrste vzorca, potrebno občutljivost za odkrivanje in analitične pogoje. V praktičnih aplikacijah je mogoče izbrati najprimernejšo metodo za določitev vsebine praseodima, ki temelji na raziskovalnih ali industrijskih potrebah.
Specifična uporaba metode atomske absorpcije za merjenje neodimijevega elementa
Pri merjenju elementov ima metoda atomske absorpcije visoko natančnost in občutljivost, kar zagotavlja učinkovito sredstvo za preučevanje kemijskih lastnosti, sestavo sestave in vsebnost elementov.
Nato smo za merjenje količine neodima uporabili atomsko absorpcijo. Specifični koraki so naslednji:
Pripravite vzorec, ki ga je treba preizkusiti. Za pripravo vzorca, ki ga je treba izmeriti v raztopino, je na splošno potrebno uporabiti mešano kislino za prebavo, da se olajša kasnejša meritev.
Izberite ustrezen atomski absorpcijski spektrometer. Izberite ustrezen atomski absorpcijski spektrometer, ki temelji na lastnostih vzorca, ki ga je treba izmeriti, in območju vsebnosti neodima, ki ga je treba izmeriti.
Prilagodite parametre atomskega absorpcijskega spektrometra. Glede na element, ki ga je treba izmeriti, in model instrumenta, prilagodite parametre atomskega absorpcijskega spektrometra, vključno z virom svetlobe, atomizatorjem, detektorjem itd.
Izmerite absorbanco neodima. Vzorec, ki ga je treba preizkusiti, je nameščen v atomizer, svetlobno sevanje določene valovne dolžine pa se oddaja skozi svetlobni vir. Neodimijski element, ki ga je treba izmeriti, bo absorbiral to svetlobno sevanje in ustvaril prehod na ravni energije. Absorbanca neodima se meri z detektorjem. Izračunajte vsebnost neodima. Na podlagi absorbance in standardne krivulje je bila izračunana vsebnost neodimijevega elementa.
Z zgornjo vsebino lahko jasno razumemo pomen in edinstvenost neodima. Kot eden redkih zemeljskih elementov ima neodimij edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti, zaradi česar se široko uporablja v sodobni znanosti in tehnologiji. Od magnetnih materialov do optičnih instrumentov, od katalize do vesoljskega prostora ima neodimij ključno vlogo. Čeprav je o našem razumevanju in uporabi neodimija še vedno veliko neznank, z nenehnim napredkom znanosti in tehnologije imamo razlog, da verjamemo, da bomo v prihodnosti lahko bolj globlje razumeli neodimij in uporabili svoje edinstvene lastnosti, da bi prinesli koristi za razvoj človeške družbe. Pridite do več priložnosti in blagoslova.
Čas objave: 10. december 201024