தயாரித்தல்மிக நுண்ணிய அரிய பூமி ஆக்சைடுகள்
பொதுவான துகள் அளவுகளைக் கொண்ட அரிய மண் சேர்மங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அல்ட்ராஃபைன் அரிதான மண் சேர்மங்கள் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் தற்போது அவை குறித்து அதிக ஆராய்ச்சி மேற்கொள்ளப்படுகிறது. தயாரிப்பு முறைகள் பொருளின் திரட்டல் நிலைக்கு ஏற்ப திட நிலை முறை, திரவ நிலை முறை மற்றும் வாயு நிலை முறை என பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. தற்போது, அரிதான மண் சேர்மங்களின் அல்ட்ராஃபைன் பொடிகளைத் தயாரிக்க ஆய்வகங்கள் மற்றும் தொழில்துறையில் திரவ நிலை முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில் முக்கியமாக மழைப்பொழிவு முறை, சோல் ஜெல் முறை, நீர் வெப்ப முறை, வார்ப்புரு முறை, மைக்ரோஎமல்ஷன் முறை மற்றும் அல்கைட் நீராற்பகுப்பு முறை ஆகியவை அடங்கும், அவற்றில் மழைப்பொழிவு முறை தொழில்துறை உற்பத்திக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
வீழ்படிவு முறையானது, வீழ்படிவத்திற்காக உலோக உப்பு கரைசலில் வீழ்படிவைச் சேர்த்து, பின்னர் வடிகட்டி, கழுவி, உலர்த்தி வெப்ப சிதைவை ஏற்படுத்தி, தூள் பொருட்களைப் பெறுவதாகும். இதில் நேரடி வீழ்படிவு முறை, சீரான வீழ்படிவு முறை மற்றும் இணை வீழ்படிவு முறை ஆகியவை அடங்கும். சாதாரண வீழ்படிவு முறையில், 3-5 μm துகள் அளவு கொண்ட, ஆவியாகும் அமில ரேடிக்கல்களைக் கொண்ட அரிய மண் ஆக்சைடுகள் மற்றும் அரிய மண் உப்புகளை வீழ்படிவை எரிப்பதன் மூலம் பெறலாம். குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு 10 ㎡/g க்கும் குறைவாக உள்ளது மற்றும் சிறப்பு இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. அம்மோனியம் கார்பனேட் வீழ்படிவு முறை மற்றும் ஆக்ஸாலிக் அமில வீழ்படிவு முறை ஆகியவை தற்போது சாதாரண ஆக்சைடு பொடிகளை உற்பத்தி செய்வதற்கு மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகளாகும், மேலும் வீழ்படிவு முறையின் செயல்முறை நிலைமைகள் மாற்றப்படும் வரை, அவை அல்ட்ராஃபைன் அரிய மண் ஆக்சைடு பொடிகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
அம்மோனியம் பைகார்பனேட் மழைப்பொழிவு முறையில் அரிதான பூமியின் அல்ட்ராஃபைன் பொடிகளின் துகள் அளவு மற்றும் உருவ அமைப்பை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளில் கரைசலில் அரிதான பூமியின் செறிவு, மழைப்பொழிவு வெப்பநிலை, மழைப்பொழிவு முகவர் செறிவு போன்றவை அடங்கும் என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. கரைசலில் உள்ள அரிய பூமியின் செறிவு சீராக சிதறடிக்கப்பட்ட அல்ட்ராஃபைன் பொடிகளை உருவாக்குவதற்கு முக்கியமாகும். எடுத்துக்காட்டாக, Y2O3 ஐ தயாரிப்பதற்கான Y3+மழைப்பொழிவின் பரிசோதனையில், அரிய பூமியின் நிறை செறிவு 20~30g/L ஆக இருக்கும்போது (Y2O3 ஆல் கணக்கிடப்படுகிறது), மழைப்பொழிவு செயல்முறை சீரானது, மேலும் உலர்த்தி எரிப்பதன் மூலம் கார்பனேட் மழைப்பொழிவிலிருந்து பெறப்பட்ட யட்ரியம் ஆக்சைடு அல்ட்ராஃபைன் தூள் சிறியதாகவும், சீரானதாகவும், சிதறல் நல்லது.
வேதியியல் வினைகளில், வெப்பநிலை ஒரு தீர்க்கமான காரணியாகும். மேற்கண்ட சோதனைகளில், வெப்பநிலை 60-70 ℃ ஆக இருக்கும்போது, மழைப்பொழிவு மெதுவாக இருக்கும், வடிகட்டுதல் வேகமாக இருக்கும், துகள்கள் தளர்வாகவும் சீரானதாகவும் இருக்கும், மேலும் அவை அடிப்படையில் கோள வடிவமாக இருக்கும்; வினை வெப்பநிலை 50 ℃ க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, மழைப்பொழிவு வேகமாக உருவாகிறது, அதிக தானியங்கள் மற்றும் சிறிய துகள் அளவுகளுடன். வினையின் போது, CO2 மற்றும் NH3 அளவு குறைவாக இருக்கும், மேலும் மழைப்பொழிவு ஒட்டும் வடிவத்தில் இருக்கும், இது வடிகட்டுதல் மற்றும் கழுவுவதற்கு ஏற்றதல்ல. யட்ரியம் ஆக்சைடில் எரிக்கப்பட்ட பிறகு, தீவிரமாக திரட்டப்படும் மற்றும் பெரிய துகள் அளவுகளைக் கொண்ட தொகுதி பொருட்கள் இன்னும் உள்ளன. அம்மோனியம் பைகார்பனேட்டின் செறிவு யட்ரியம் ஆக்சைட்டின் துகள் அளவையும் பாதிக்கிறது. அம்மோனியம் பைகார்பனேட்டின் செறிவு 1mol/L க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, பெறப்பட்ட யட்ரியம் ஆக்சைடு துகள் அளவு சிறியதாகவும் சீரானதாகவும் இருக்கும்; அம்மோனியம் பைகார்பனேட்டின் செறிவு 1mol/L ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, உள்ளூர் மழைப்பொழிவு ஏற்படும், இதனால் திரட்டுதல் மற்றும் பெரிய துகள்கள் ஏற்படும். பொருத்தமான சூழ்நிலையில், 0.01-0.5 துகள் அளவுள்ள μM அல்ட்ராஃபைன் யட்ரியம் ஆக்சைடு பொடியைப் பெறலாம்.
ஆக்சலேட் வீழ்படிவு முறையில், ஆக்ஸாலிக் அமிலக் கரைசல் துளிகளாகச் சேர்க்கப்படும் அதே வேளையில், வினைச் செயல்பாட்டின் போது நிலையான pH மதிப்பை உறுதி செய்வதற்காக அம்மோனியா சேர்க்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக 1 μM க்கும் குறைவான துகள் அளவு யட்ரியம் ஆக்சைடு பொடி கிடைக்கும். முதலில், யட்ரியம் ஹைட்ராக்சைடு கூழ்மத்தைப் பெற அம்மோனியா தண்ணீருடன் யட்ரியம் நைட்ரேட் கரைசலை வீழ்படிவாக்கவும், பின்னர் அதை ஆக்ஸாலிக் அமிலக் கரைசலுடன் மாற்றி 1 μ Y2O3 பொடியை m க்கும் குறைவான துகள் அளவு பெறவும். 0.25-0.5mol/L செறிவு கொண்ட யட்ரியம் நைட்ரேட்டின் Y3+ கரைசலில் EDTA ஐச் சேர்க்கவும், அம்மோனியா தண்ணீருடன் pH ஐ 9 ஆக சரிசெய்யவும், அம்மோனியம் ஆக்சலேட்டைச் சேர்க்கவும், pH=2 இல் வீழ்படிவு முழுமையாகும் வரை 50 ℃ இல் 1-8mL/min என்ற விகிதத்தில் 3mol/L HNO3 கரைசலை சொட்டவும். 40-100nm துகள் அளவு கொண்ட யட்ரியம் ஆக்சைடு பொடியைப் பெறலாம்.
தயாரிக்கும் பணியின் போதுமிக நுண்ணிய அரிய பூமி ஆக்சைடுகள்மழைப்பொழிவு முறை மூலம், வெவ்வேறு அளவிலான திரட்டுதல் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. எனவே, தயாரிப்பு செயல்பாட்டின் போது, pH மதிப்பை சரிசெய்தல், வெவ்வேறு வீழ்படிவுகளைப் பயன்படுத்துதல், சிதறல்களைச் சேர்ப்பது மற்றும் இடைநிலை தயாரிப்புகளை முழுமையாக சிதறடிக்கும் பிற முறைகள் மூலம் தொகுப்பு நிலைமைகளை கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம். பின்னர், பொருத்தமான உலர்த்தும் முறைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, இறுதியாக, நன்கு சிதறடிக்கப்பட்ட அரிய பூமி கலவை அல்ட்ராஃபைன் பொடிகள் கால்சினேஷன் மூலம் பெறப்படுகின்றன.
இடுகை நேரம்: ஏப்ரல்-21-2023