Sällsynta jordartselementsjälva har rika elektroniska strukturer och uppvisar många optiska, elektriska och magnetiska egenskaper. Efter nanomaterialisering av sällsynta jordartsmetaller uppvisar den många egenskaper, såsom liten storlekseffekt, hög specifik yteffekt, kvanteffekt, extremt starka optiska, elektriska, magnetiska egenskaper, supraledning, hög kemisk aktivitet, etc., vilket avsevärt kan förbättra prestandan och funktionen. av material och utveckla många nya material. Det kommer att spela en viktig roll inom högteknologiska områden som optiska material, ljusemitterande material, kristallmaterial, magnetiska material, batterimaterial, elektrokeramik, teknisk keramik, katalysatorer, etc.?
1、 Aktuell utvecklingsforskning och tillämpningsområden
1. Självlysande material för sällsynta jordartsmetaller: nanofluorescerande pulver av sällsynta jordartsmetaller (färg-TV-pulver, lamppulver), med förbättrad ljuseffektivitet, kommer avsevärt att minska mängden sällsynta jordartsmetaller som används. Använder främstY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Kandidat för nytt material för högupplöst färg-tv.?
2. Nanosupraledande material: YBCO-supraledare framställda med Y2O3, speciellt tunnfilmsmaterial, har stabil prestanda, hög hållfasthet, enkel bearbetning, nära praktiskt stadium och breda utsikter.?
3. Sällsynta jordartsmetaller nanomagnetiska material: används för magnetiskt minne, magnetisk vätska, gigantisk magnetresistens, etc., vilket förbättrar prestandan avsevärt, gör enheterna högpresterande och miniatyriserade. Till exempel oxidgigantiska magnetoresistansmål (REMnO3, etc.).?
4. Högpresterande keramik för sällsynta jordartsmetaller: Elektrokeramik (elektroniska sensorer, PTC-material, mikrovågsmaterial, kondensatorer, termistorer, etc.) framställd med ultrafin eller nanometer Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, etc., vars elektriska egenskaper, termiska egenskaper och stabilitet har förbättrats avsevärt, är en viktig aspekt av att uppgradera elektroniska material. Keramik sintrad vid lägre temperaturer, såsom nano Y2O3 och ZrO2, har stark styrka och seghet och används i slitstarka enheter som lager och skärverktyg; Prestandan hos flerskiktskondensatorer och mikrovågsenheter gjorda av nano Nd2O3, Sm2O3, etc. har förbättrats avsevärt.?
5. Nanokatalysatorer för sällsynta jordartsmetaller: I många kemiska reaktioner används katalysatorer för sällsynta jordartsmetaller. Om nanokatalysatorer av sällsynta jordartsmetaller används kommer deras katalytiska aktivitet och effektivitet att förbättras avsevärt. Det nuvarande CeO2 nanopulvret har fördelarna med hög aktivitet, lågt pris och lång livslängd i bilavgasrenaren och har ersatt de flesta ädelmetaller med en årlig förbrukning på tusentals ton.?
6. Absorbator för sällsynta jordartsmetaller:Nano CeO2pulver har stark absorption av ultravioletta strålar, och används i solskyddsmedel, solskyddsfibrer, bilglas, etc.?
7. Sällsynt jordart precisionspolering: CeO2 har en bra polerande effekt på glas och andra material. Nano CeO2 har hög poleringsprecision och har använts i flytande kristallskärmar, kiselskivor, glaslagring etc. Kort sagt, tillämpningen av nanomaterial av sällsynta jordartsmetaller har precis börjat och är koncentrerad till området för högteknologiska nya material, med hög mervärde, brett användningsområde, enorm potential och mycket lovande kommersiella utsikter.?
2、 Beredningsteknik
För närvarande har både produktion och tillämpning av nanomaterial uppmärksammats från olika länder. Kinas nanoteknik fortsätter att göra framsteg, och industriell produktion eller provproduktion har framgångsrikt genomförts i nanoskala SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 och andra pulvermaterial. Men den nuvarande produktionsprocessen och höga produktionskostnader är dess dödliga svaghet, vilket kommer att påverka den utbredda tillämpningen av nanomaterial. Därför är ständiga förbättringar nödvändiga.?
På grund av den speciella elektroniska strukturen och stora atomradien för sällsynta jordartsmetaller, skiljer sig deras kemiska egenskaper mycket från andra element. Därför skiljer sig beredningsmetoden och efterbehandlingstekniken för nanooxider av sällsynta jordartsmetaller också från andra grundämnen. De viktigaste forskningsmetoderna inkluderar:?
1. Utfällningsmetod: inklusive oxalsyrafällning, karbonatfällning, hydroxidfällning, homogen fällning, komplexbildningsfällning, etc. Den största egenskapen med denna metod är att lösningen kärnar snabbt, är lätt att kontrollera, utrustningen är enkel och kan producera produkter med hög renhet. Men det är svårt att filtrera och lätt att aggregera?
2. Hydrotermisk metod: Accelerera och förstärk hydrolysreaktionen av joner under höga temperaturer och tryck, och bildar dispergerade nanokristallina kärnor. Denna metod kan erhålla nanometerpulver med likformig spridning och snäv partikelstorleksfördelning, men den kräver hög temperatur och högtrycksutrustning, vilket är dyrt och osäkert att använda.
3. gelmetod: Det är en viktig metod för att framställa oorganiska material och spelar en betydande roll i oorganisk syntes. Vid låg temperatur kan metallorganiska föreningar eller organiska komplex bilda sol genom polymerisation eller hydrolys och bilda gel under vissa förhållanden. Ytterligare värmebehandling kan ge ultrafina risnudlar med större specifik yta och bättre dispersion. Denna metod kan utföras under milda förhållanden, vilket resulterar i ett pulver med en större yta och bättre dispergerbarhet. Men reaktionstiden är lång och tar flera dagar att slutföra, vilket gör det svårt att uppfylla kraven för industrialisering?
4. Fastfasmetod: sönderdelning vid hög temperatur utförs genom fast förening eller mellanliggande torrmediareaktion. Till exempel blandas sällsynt jordartsmetallnitrat och oxalsyra genom kulmalning i fast fas för att bilda en mellanprodukt av sällsynt jordartsmetalloxalat, som sedan sönderdelas vid hög temperatur för att erhålla ultrafint pulver. Denna metod har hög reaktionseffektivitet, enkel utrustning och enkel användning, men det resulterande pulvret har oregelbunden morfologi och dålig enhetlighet.
Dessa metoder är inte unika och kanske inte fullt ut tillämpliga på industrialisering. Det finns många beredningsmetoder, som organisk mikroemulsionsmetod, alkoholys etc.?
3、 Framsteg inom industriell utveckling
Industriell produktion använder sig ofta inte av en enda metod, utan drar snarare på styrkor och kompletterar svagheter och kombinerar flera metoder för att uppnå den höga produktkvalitet, låga kostnad och säkra och effektiva process som krävs för kommersialisering. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. har nyligen gjort industriella framsteg när det gäller att utveckla nanomaterial av sällsynta jordartsmetaller. Efter många metoder för prospektering och otaliga tester hittades en metod som är mer lämpad för industriell produktion - mikrovågsgelmetoden. Den största fördelen med denna teknik är att: den ursprungliga 10-dagars gelreaktionen förkortas till 1 dag, så att produktionseffektiviteten ökas med 10 gånger, kostnaden reduceras kraftigt och produktkvaliteten är bra, ytan är stor , användarens testreaktion är bra, priset är 30% lägre än för amerikanska och japanska produkter, vilket är mycket konkurrenskraftigt internationellt, uppnå internationell avancerad nivå.?
Nyligen har industriella experiment genomförts med fällningsmetoden, främst med ammoniakvatten och ammoniakkarbonat för fällning, och med organiska lösningsmedel för uttorkning och ytbehandling. Denna metod har en enkel process och låg kostnad, men produktkvaliteten är dålig, och det finns fortfarande några tätorter som behöver förbättras och förbättras ytterligare.
Kina är ett stort land inom sällsynta jordartsmetaller. Utvecklingen och tillämpningen av nanomaterial för sällsynta jordartsmetaller har öppnat nya vägar för ett effektivt utnyttjande av sällsynta jordartsmetaller, utökat tillämpningsområdet för sällsynta jordartsmetaller, främjat utvecklingen av nya funktionella material, ökat exporten av produkter med högt förädlingsvärde och förbättrat utländska utbytesförmågor. Detta har en viktig praktisk betydelse för att omvandla resursfördelar till ekonomiska fördelar.
Posttid: 2023-jun-27