Ретки земљани елементисами имају богате електронске структуре и показују многа оптичка, електрична и магнетна својства. Након наноматеријализације ретке земље, показује многе карактеристике, као што су ефекат мале величине, висок специфични површински ефекат, квантни ефекат, изузетно јака оптичка, електрична, магнетна својства, суперпроводљивост, висока хемијска активност, итд., Што може у великој мери побољшати перформансе и функцију материјала и развијају многе нове материјале. Играће важну улогу у областима високе технологије као што су оптички материјали, материјали који емитују светлост, кристални материјали, магнетни материјали, материјали за батерије, електрокерамика, инжењерска керамика, катализатори, итд.?
1、 Тренутна развојна истраживања и поља примене
1. Ретка земља луминисцентни материјал: Ретка земља нано флуоресцентни прах (ТВ прах у боји, прах лампе), са побољшаном светлосном ефикасношћу, у великој мери ће смањити количину коришћене ретке земље. Углавном користећиИ2О3, Еу2О3, Тб4О7, ЦеО2, Гд2О3. Кандидат за нове материјале за телевизију у боји високе резолуције.?
2. Нано суперпроводни материјали: ИБЦО суперпроводници припремљени коришћењем И2О3, посебно танкослојних материјала, имају стабилне перформансе, високу чврстоћу, лаку обраду, близу практичној фази и широке изгледе.?
3. Нано магнетни материјали ретких земаља: користе се за магнетну меморију, магнетну течност, џиновску магнетоотпорност, итд., у великој мери побољшавајући перформансе, чинећи уређаје високих перформанси и минијатуризованим. На пример, мете оксидне гигантске магнетоотпорности (РЕМнО3, итд.).?
4. Керамика високих перформанси ретких земаља: Електрокерамика (електронски сензори, ПТЦ материјали, микроталасни материјали, кондензатори, термистори, итд.) припремљена са ултра-финим или нанометарским И2О3, Ла2О3, Нд2О3, См2О3, итд., чија електрична својства, термичка својства својства и стабилност су знатно побољшане, важан су аспект надоградње електронских материјала. Керамика синтерована на нижим температурама, као што су нано И2О3 и ЗрО2, има јаку снагу и жилавост и користи се у уређајима отпорним на хабање као што су лежајеви и алати за сечење; Перформансе вишеслојних кондензатора и микроталасних уређаја од нано Нд2О3, См2О3 итд. су знатно побољшане.?
5. Нанокатализатори ретких земаља: У многим хемијским реакцијама користе се катализатори ретких земаља. Ако се користе нанокатализатори ретких земаља, њихова каталитичка активност и ефикасност ће се знатно побољшати. Садашњи ЦеО2 нано прах има предности високе активности, ниске цене и дугог века трајања у пречишћивачу издувних гасова аутомобила, и заменио је већину племенитих метала, са годишњом потрошњом од хиљада тона.?
6. Ултраљубичасти апсорбер ретке земље:Нано ЦеО2пудер има јаку апсорпцију ултраљубичастих зрака, а користи се у козметици за заштиту од сунца, влакнима за заштиту од сунца, стаклима за аутомобиле итд.?
7. Прецизно полирање ретких земаља: ЦеО2 има добар ефекат полирања на стаклу и другим материјалима. Нано ЦеО2 има високу прецизност полирања и користи се у дисплејима са течним кристалима, силицијумским плочицама, стакленим складиштима, итд. Укратко, примена наноматеријала ретких земаља је тек почела и концентрисана је у области нових високотехнолошких материјала, са високим додату вредност, широк спектар примене, огроман потенцијал и веома обећавајуће комерцијалне изгледе.?
2、 Технологија припреме
Тренутно, и производња и примена наноматеријала привукли су пажњу различитих земаља. Кинеска нанотехнологија наставља да напредује, а индустријска производња или пробна производња успешно је спроведена у наноразмери СиО2, ТиО2, Ал2О3, ЗнО2, Фе2О3 и другим прашкастим материјалима. Међутим, тренутни производни процес и високи трошкови производње су његова фатална слабост, која ће утицати на широку примену наноматеријала. Стога је неопходно стално усавршавање.?
Због посебне електронске структуре и великог атомског радијуса реткоземних елемената, њихова хемијска својства се веома разликују од осталих елемената. Стога се начин припреме и технологија накнадног третмана нанооксида ретких земаља такође разликују од осталих елемената. Главне методе истраживања укључују:?
1. Метода преципитације: укључујући преципитацију оксалне киселине, таложење карбоната, таложење хидроксида, хомогене преципитације, преципитацију комплекса, итд. Највећа карактеристика ове методе је да раствор брзо ствара језгру, лако се контролише, опрема је једноставна и може произвести производи високе чистоће. Али је тешко филтрирати и лако агрегирати?
2. Хидротермална метода: Убрзати и ојачати реакцију хидролизе јона под условима високе температуре и притиска и формирати дисперзована нанокристална језгра. Овом методом се могу добити нанометарски прахови са уједначеном дисперзијом и уском дистрибуцијом величине честица, али захтева опрему високе температуре и високог притиска, која је скупа и несигурна за рад.?
3. гел метода: То је важан метод за припрему неорганских материјала, и игра значајну улогу у неорганској синтези. На ниским температурама, органометална једињења или органски комплекси могу да формирају сол полимеризацијом или хидролизом и формирају гел под одређеним условима. Даља топлотна обрада може да произведе ултрафине пиринчане резанце са већом специфичном површином и бољом дисперзијом. Ова метода се може извести у благим условима, што резултира прахом са већом површином и бољом дисперзибилношћу. Међутим, време реакције је дуго и траје неколико дана, што отежава испуњавање захтева индустријализације?
4. Метода чврсте фазе: високотемпературно разлагање се врши кроз реакцију чврстог једињења или међупроизвода сувог медија. На пример, нитрат ретких земаља и оксална киселина се мешају млевењем у чврстој фази како би се формирао међупроизвод оксалата ретких земаља, који се затим разлаже на високој температури да би се добио ултра-фин прах. Овај метод има високу ефикасност реакције, једноставну опрему и лак рад, али добијени прах има неправилну морфологију и лошу униформност.?
Ове методе нису јединствене и можда нису у потпуности применљиве на индустријализацију. Постоји много метода припреме, као што су органска микроемулзиона метода, алкохолиза итд.?
3、 Напредак у индустријском развоју
Индустријска производња често не усваја једну методу, већ се ослања на предности и допуњује слабости и комбинује неколико метода за постизање високог квалитета производа, ниске цене и безбедног и ефикасног процеса који је потребан за комерцијализацију. Гуангдонг Хуизхоу Руиер Цхемицал Тецхнологи Цо., Лтд. је недавно постигао индустријски напредак у развоју наноматеријала ретких земаља. После многих метода истраживања и безбројних тестова, пронађена је метода која је погоднија за индустријску производњу - микроталасна метода гела. Највећа предност ове технологије је да: оригинална 10-дневна гел реакција је скраћена на 1 дан, тако да се ефикасност производње повећава за 10 пута, трошак је значајно смањен, а квалитет производа је добар, површина је велика , реакција корисника на пробну верзију је добра, цена је 30% нижа од америчких и јапанских производа, што је веома конкурентно на међународном нивоу, достићи међународни напредни ниво.?
Недавно су спроведени индустријски експерименти методом преципитације, углавном користећи амонијачну воду и амонијак карбонат за таложење, и коришћење органских растварача за дехидратацију и површинску обраду. Овај метод има једноставан процес и ниску цену, али је квалитет производа лош, и још увек постоје неке агломерације које треба даље побољшати и побољшати.?
Кина је главна земља у ресурсима ретких земаља. Развој и примена наноматеријала ретких земаља отворили су нове путеве за ефикасно коришћење ресурса ретких земаља, проширили обим примене ретких земаља, промовисали развој нових функционалних материјала, повећали извоз производа са високом додатном вредношћу и побољшали иностране способности берзанске зараде. Ово има важан практични значај у претварању предности ресурса у економске предности.
Време поста: 27.06.2023