ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ತಯಾರಿಕೆ

ತಯಾರಿಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು

ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಳಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಅವುಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಿವೆ. ತಯಾರಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ವಸ್ತುವಿನ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಘನ ಹಂತದ ವಿಧಾನ, ದ್ರವ ಹಂತದ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹಂತದ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಹಂತದ ವಿಧಾನವನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮಳೆಯ ವಿಧಾನ, ಸೋಲ್ ಜೆಲ್ ವಿಧಾನ, ಜಲೋಷ್ಣೀಯ ವಿಧಾನ, ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ವಿಧಾನ, ಮೈಕ್ರೊಎಮಲ್ಷನ್ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಅಲ್ಕಿಡ್ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮಳೆಯ ವಿಧಾನವು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಅವಕ್ಷೇಪಕವನ್ನು ಲೋಹದ ಉಪ್ಪು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಮಳೆಗಾಗಿ ಸೇರಿಸುವುದು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಫಿಲ್ಟರ್, ತೊಳೆಯುವುದು, ಒಣಗಿಸಿ ಮತ್ತು ಪುಡಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಶಾಖವನ್ನು ಕೊಳೆಯುವುದು. ಇದು ನೇರ ಮಳೆಯ ವಿಧಾನ, ಏಕರೂಪದ ಮಳೆಯ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಕೊಪ್ರೆಸಿಪಿಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಳೆಯ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, 3-5 μm ಕಣದ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಅವಕ್ಷೇಪವನ್ನು ಸುಡುವ ಮೂಲಕ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಆಸಿಡ್ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಲವಣಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವು 10 ㎡/g ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಅಮೋನಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಮಳೆಯ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವವರೆಗೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.

ಅಮೋನಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಮಳೆಯ ತಾಪಮಾನ, ಮಳೆಯ ಏಜೆಂಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸಿದೆ. ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಚದುರಿದ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪರಿಹಾರವು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Y2O3 ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು Y3+ಅವಕ್ಷೇಪದ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 20~30g/L ಆಗಿರುವಾಗ (Y2O3 ನಿಂದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ), ಮಳೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸುಗಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಅವಕ್ಷೇಪದಿಂದ ಪಡೆದ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿ ಒಣಗಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸುಡುವುದು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣವು ಒಳ್ಳೆಯದು.

ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು 60-70 ℃ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಮಳೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಶೋಧನೆಯು ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಕಣಗಳು ಸಡಿಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವು ಮೂಲತಃ ಗೋಳಾಕಾರದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ; ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 50 ℃ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಾಗ, ಹೆಚ್ಚು ಧಾನ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಳೆಯು ವೇಗವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, CO2 ಮತ್ತು NH3 ಉಕ್ಕಿ ಹರಿಯುವ ಪ್ರಮಾಣವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಮಳೆಯು ಜಿಗುಟಾದ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ತೊಳೆಯಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿ ಸುಟ್ಟುಹೋದ ನಂತರ, ಗಂಭೀರವಾಗಿ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಲಾಕ್ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಇನ್ನೂ ಇವೆ. ಅಮೋನಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ನ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅಮೋನಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1mol/L ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಪಡೆದ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಅಮೋನಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1mol/L ಅನ್ನು ಮೀರಿದಾಗ, ಸ್ಥಳೀಯ ಮಳೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, 0.01-0.5 ರ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು μM ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಡ್ರಾಪ್‌ವೈಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾದ pH ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 1 μM ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ, ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಕೊಲೊಯ್ಡ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅಮೋನಿಯ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸಿ, ತದನಂತರ ಅದನ್ನು ಆಕ್ಸಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ 1 μY2O3 ಪೌಡರ್ m ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಪಡೆಯಲು. 0.25-0.5mol/L ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್‌ನ Y3+ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ EDTA ಸೇರಿಸಿ, ಅಮೋನಿಯ ನೀರಿನಿಂದ pH ಅನ್ನು 9 ಗೆ ಹೊಂದಿಸಿ, ಅಮೋನಿಯಮ್ ಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಸೇರಿಸಿ ಮತ್ತು 3mol/L HNO3 ದ್ರಾವಣವನ್ನು 1-8mL/ ದರದಲ್ಲಿ ಹನಿ ಮಾಡಿ pH=2 ನಲ್ಲಿ ಮಳೆಯು ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ 50 ℃ ನಲ್ಲಿ ನಿಮಿಷ. 40-100nm ನ ಕಣದ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ Yttrium ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ತಯಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳುಮಳೆಯ ವಿಧಾನದಿಂದ, ವಿವಿಧ ಹಂತದ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಪಿಹೆಚ್ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಿಭಿನ್ನ ಅವಕ್ಷೇಪಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಪ್ರಸರಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚದುರಿಸಲು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ನಂತರ, ಸೂಕ್ತವಾದ ಒಣಗಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಚೆನ್ನಾಗಿ ಹರಡಿದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.