Падрыхтоўкаультратонкіх рэдказямельных аксідаў
Ультратонкія рэдказямельныя злучэнні маюць больш шырокі спектр прымянення ў параўнанні з рэдказямельнымі злучэннямі з агульным памерам часціц, і ў цяперашні час на іх праводзіцца больш даследаванняў. Метады атрымання падзяляюцца на цвёрдафазны, вадкасны і газафазны ў залежнасці ад агрэгацыйнага стану рэчыва. У цяперашні час вадкафазны метад шырока выкарыстоўваецца ў лабараторыях і прамысловасці для атрымання звыштонкіх парашкоў рэдказямельных злучэнняў. Ён у асноўным уключае метад асаджэння, золь-гель метад, гідратэрмальны метад, метад шаблону, метад мікраэмульсіі і метад алкидного гідролізу, сярод якіх метад асаджэння з'яўляецца найбольш прыдатным для прамысловай вытворчасці.
Метад асаджэння заключаецца ў даданні асадніка ў раствор солі металу для асаджэння, а затым фільтрацыі, прамыванні, сушцы і награванні для атрымання парашкападобных прадуктаў. Ён уключае метад прамога асаджэння, метад раўнамернага асаджэння і метад сумеснага асаджэння. У звычайным метадзе асаджэння рэдказямельныя аксіды і рэдказямельныя солі, якія змяшчаюць лятучыя кіслотныя радыкалы, можна атрымаць шляхам спальвання асадка з памерам часціц 3-5 мкм. Удзельная паверхня складае менш за 10 ㎡/г і не валодае асаблівымі фізічнымі і хімічнымі ўласцівасцямі. Метад асаджэння карбанатам амонія і метад асаджэння шчаўевай кіслатой у цяперашні час з'яўляюцца найбольш часта выкарыстоўванымі метадамі для вытворчасці звычайных аксідных парашкоў, і пакуль зменяцца ўмовы працэсу метаду асаджэння, яны могуць быць выкарыстаны для падрыхтоўкі звыштонкіх рэдказямельных аксідных парашкоў.
Даследаванні паказалі, што асноўныя фактары, якія ўплываюць на памер часціц і марфалогію рэдказямельных звыштонкіх парашкоў пры метадзе асаджэння бікарбанату амонія, уключаюць канцэнтрацыю рэдказямельных элементаў у растворы, тэмпературу асаджэння, канцэнтрацыю асадніка і г.д. раствор з'яўляецца ключом да фарміравання раўнамерна дысперсных звыштонкіх парашкоў. Напрыклад, у эксперыменце Y3+ападкаў для атрымання Y2O3, калі масавая канцэнтрацыя рэдказямельных элементаў складае 20~30 г/л (разлічана па Y2O3), працэс ападкаў ідзе гладка, а ультратонкі парашок аксіду ітрыю атрымліваецца з карбанатных ападкаў шляхам сушка і гарэнне невялікія, раўнамерныя, і дысперснасць добрая.
У хімічных рэакцыях тэмпература з'яўляецца вырашальным фактарам. У прыведзеных вышэй эксперыментах, калі тэмпература складае 60-70 ℃, ападкі выпадаюць павольна, фільтраванне адбываецца хутка, часціцы друзлыя і аднастайныя, і яны ў асноўным сферычныя; Калі тэмпература рэакцыі ніжэй за 50 ℃, ападкі ўтвараюцца хутчэй, з большай колькасцю зерняў і меншым памерам часціц. Падчас рэакцыі колькасць CO2 і NH3 перацякае менш, а асадак знаходзіцца ў ліпкай форме, якая не падыходзіць для фільтрацыі і прамывання. Пасля спальвання ў аксід ітрыю ўсё яшчэ застаюцца глыбокія рэчывы, якія моцна агламеруюць і маюць большы памер часціц. Канцэнтрацыя бікарбанату амонія таксама ўплывае на памер часціц аксіду ітрыю. Калі канцэнтрацыя бікарбанату амонія менш за 1 моль/л, атрыманы памер часціц аксіду ітрыю невялікі і аднастайны; Калі канцэнтрацыя бікарбанату амонія перавышае 1 моль/л, адбываецца лакальнае ападкаванне, якое выклікае агламерацыю і больш буйныя часціцы. Пры падыходных умовах можна атрымаць звыштонкі парашок аксіду ітрыю з памерам часціц 0,01-0,5 мкМ.
У метадзе асаджэння оксалата раствор шчаўевай кіслаты дадаецца па кроплях, а аміяк дадаецца для забеспячэння пастаяннага значэння pH падчас рэакцыйнага працэсу, у выніку чаго памер часціц парашка аксіду ітрыю складае менш за 1 мкМ. Спачатку абложце раствор нітрату ітрыю аміячнай вадой, каб атрымаць калоід гідраксіду ітрыю, а затым пераўтворыце яго растворам шчаўевай кіслаты, каб атрымаць парашок Y2O3 з памерам менш за 1 мкм. Дадайце ЭДТА ў Y3+раствор нітрату ітрыю з канцэнтрацыяй 0,25-0,5 моль/л, давядзіце рн да 9 нашатырнай вадой, дадайце оксалат амонія і капніце 3 моль/л раствора HNO3 з хуткасцю 1-8 мл/л. мін пры 50 ℃ да поўнага выпадзення пры pH=2. Можна атрымаць парашок аксіду ітрыю з памерам часціц 40-100 нм.
У працэсе падрыхтоўкіультратонкіх рэдказямельных аксідаўметадам ападкаў схільныя да ўзнікнення рознай ступені агламерацыі. Такім чынам, у працэсе падрыхтоўкі неабходна строга кантраляваць умовы сінтэзу, рэгулюючы значэнне pH, выкарыстоўваючы розныя асаднікі, дадаючы дыспергатары і іншыя метады для поўнага дыспергавання прамежкавых прадуктаў. Затым выбіраюцца адпаведныя метады сушкі, і, нарэшце, добра дыспергаваныя рэдказямельныя злучэнні звыштонкіх парашкоў атрымліваюцца шляхам кальцыніравання.
Час публікацыі: 21 красавіка 2023 г