Preparació deòxids ultrafins de terres rares
Els compostos de terres rares ultrafines tenen una gamma d'usos més àmplia en comparació amb els compostos de terres rares amb mides de partícula generals, i actualment hi ha més recerca sobre ells. Els mètodes de preparació es divideixen en mètode de fase sòlida, mètode de fase líquida i mètode de fase gasosa segons l'estat d'agregació de la substància. Actualment, el mètode de fase líquida s'utilitza àmpliament en laboratoris i indústria per preparar pols ultrafines de compostos de terres rares. Inclou principalment el mètode de precipitació, el mètode sol-gel, el mètode hidrotermal, el mètode de plantilla, el mètode de microemulsió i el mètode d'hidròlisi alquídica, entre els quals el mètode de precipitació és el més adequat per a la producció industrial.
El mètode de precipitació consisteix a afegir el precipitant a la solució de sal metàl·lica per a la precipitació, i després filtrar, rentar, assecar i descompondre per calor per obtenir productes en pols. Inclou el mètode de precipitació directa, el mètode de precipitació uniforme i el mètode de coprecipitació. En el mètode de precipitació ordinari, els òxids de terres rares i les sals de terres rares que contenen radicals àcids volàtils es poden obtenir cremant el precipitat, amb una mida de partícula de 3-5 μm. La superfície específica és inferior a 10 ㎡/g i no posseeix propietats físiques i químiques especials. El mètode de precipitació amb carbonat d'amoni i el mètode de precipitació amb àcid oxàlic són actualment els mètodes més utilitzats per produir pols d'òxid ordinari, i sempre que es canviïn les condicions del procés del mètode de precipitació, es poden utilitzar per preparar pols d'òxid de terres rares ultrafines.
La investigació ha demostrat que els principals factors que afecten la mida de les partícules i la morfologia de les pols ultrafines de terres rares en el mètode de precipitació amb bicarbonat d'amoni inclouen la concentració de terres rares a la solució, la temperatura de precipitació, la concentració de l'agent de precipitació, etc. La concentració de terres rares a la solució és la clau per formar pols ultrafines uniformement disperses. Per exemple, en l'experiment de precipitació de Y3 + per preparar Y2O3, quan la concentració en massa de terres rares és de 20 a 30 g/L (calculada per Y2O3), el procés de precipitació és suau i la pols ultrafina d'òxid d'itri obtinguda de la precipitació de carbonat mitjançant assecatge i combustió és petita, uniforme i amb bona dispersió.
En les reaccions químiques, la temperatura és un factor decisiu. En els experiments anteriors, quan la temperatura és de 60-70 ℃, la precipitació és lenta, la filtració és ràpida, les partícules són soltes i uniformes, i són bàsicament esfèriques; Quan la temperatura de reacció és inferior a 50 ℃, la precipitació es forma més ràpidament, amb més grans i mides de partícula més petites. Durant la reacció, la quantitat de desbordament de CO2 i NH3 és menor, i la precipitació es presenta en una forma enganxosa, que no és adequada per a la filtració i el rentat. Després de ser cremat en òxid d'itri, encara hi ha substàncies en bloc que s'aglomeren seriosament i tenen mides de partícula més grans. La concentració de bicarbonat d'amoni també afecta la mida de partícula de l'òxid d'itri. Quan la concentració de bicarbonat d'amoni és inferior a 1 mol/L, la mida de partícula d'òxid d'itri obtinguda és petita i uniforme; Quan la concentració de bicarbonat d'amoni supera 1 mol/L, es produirà una precipitació local, causant aglomeració i partícules més grans. En condicions adequades, es pot obtenir una mida de partícula de 0,01-0,5 μ M de pols d'òxid d'itri ultrafina.
En el mètode de precipitació amb oxalat, la solució d'àcid oxàlic s'afegeix gota a gota mentre s'afegeix amoníac per garantir un valor de pH constant durant el procés de reacció, donant lloc a una mida de partícula inferior a 1 μM de pols d'òxid d'itri. Primer, precipitar la solució de nitrat d'itri amb aigua amb amoníac per obtenir col·loide d'hidròxid d'itri i després convertir-la amb una solució d'àcid oxàlic per obtenir una mida de partícula inferior a 1 μ de pols de Y2O3 de m. Afegir EDTA a una solució Y3+ de nitrat d'itri amb una concentració de 0,25-0,5 mol/L, ajustar el pH a 9 amb aigua amb amoníac, afegir oxalat d'amoni i degotar una solució de HNO3 de 3 mol/L a una velocitat d'1-8 mL/min a 50 ℃ fins que la precipitació es completi a pH = 2. Es pot obtenir pols d'òxid d'itri amb una mida de partícula de 40-100 nm.
Durant el procés de preparacióòxids ultrafins de terres raresMitjançant el mètode de precipitació, és probable que es produeixin diferents graus d'aglomeració. Per tant, durant el procés de preparació, cal controlar estrictament les condicions de síntesi, ajustant el valor del pH, utilitzant diferents precipitants, afegint dispersants i altres mètodes per dispersar completament els productes intermedis. A continuació, es seleccionen els mètodes d'assecat adequats i, finalment, s'obtenen pols ultrafines de compostos de terres rares ben disperses mitjançant la calcinació.
Data de publicació: 21 d'abril de 2023