ಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ತಯಾರಿಕೆ

ತಯಾರಿಕೆಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು

ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಣ ಗಾತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಉಪಯೋಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಅವುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ತಯಾರಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಘನ ಹಂತದ ವಿಧಾನ, ದ್ರವ ಹಂತದ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹಂತದ ವಿಧಾನ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಹಂತದ ವಿಧಾನವನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮಳೆ ವಿಧಾನ, ಸೋಲ್ ಜೆಲ್ ವಿಧಾನ, ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ವಿಧಾನ, ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ವಿಧಾನ, ಮೈಕ್ರೋಎಮಲ್ಷನ್ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಆಲ್ಕಿಡ್ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮಳೆ ವಿಧಾನವು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಅವಕ್ಷೇಪನಕ್ಕಾಗಿ ಲೋಹದ ಉಪ್ಪು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಅವಕ್ಷೇಪಕವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಪುಡಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಿ, ತೊಳೆದು, ಒಣಗಿಸಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಕೊಳೆಯುವುದು. ಇದು ನೇರ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನ, ಏಕರೂಪದ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಸಹ-ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, 3-5 μm ಕಣದ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಅವಕ್ಷೇಪನವನ್ನು ಸುಡುವ ಮೂಲಕ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಆಮ್ಲ 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 ಆಕ್ಸಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬದಲಾದರೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.

ಅಮೋನಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಮಳೆ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಮಳೆಯ ತಾಪಮಾನ, ಮಳೆ ಏಜೆಂಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸಿದೆ. ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಚದುರಿದ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಕೀಲಿಯಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Y2O3 ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು Y3+ಮಳೆಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 20~30g/L ಆಗಿರುವಾಗ (Y2O3 ನಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ), ಮಳೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸುಗಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಣಗಿಸುವ ಮತ್ತು ಸುಡುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ ಮಳೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣವು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು 60-70 ℃ ಆಗಿದ್ದಾಗ, ಮಳೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಶೋಧನೆ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಕಣಗಳು ಸಡಿಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವು ಮೂಲತಃ ಗೋಲಾಕಾರವಾಗಿರುತ್ತವೆ; ಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನವು 50 ℃ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದಾಗ, ಮಳೆಯು ವೇಗವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಧಾನ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ. ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, CO2 ಮತ್ತು NH3 ಉಕ್ಕಿ ಹರಿಯುವ ಪ್ರಮಾಣವು ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಳೆಯು ಜಿಗುಟಾದ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ತೊಳೆಯಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗೆ ಸುಟ್ಟ ನಂತರ, ಗಂಭೀರವಾಗಿ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಲಾಕ್ ವಸ್ತುಗಳು ಇನ್ನೂ ಇವೆ. ಅಮೋನಿಯಮ್ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ನ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅಮೋನಿಯಮ್ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1mol/L ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದಾಗ, ಪಡೆದ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಅಮೋನಿಯಮ್ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1mol/L ಮೀರಿದಾಗ, ಸ್ಥಳೀಯ ಮಳೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, 0.01-0.5 ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು μM ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಅವಕ್ಷೇಪನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಹನಿಹನಿಯಾಗಿ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾದ pH ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 1 μM ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಮೊದಲು, ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಕೊಲಾಯ್ಡ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅಮೋನಿಯಾ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸಿ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಅದನ್ನು ಆಕ್ಸಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ 1 μ Y2O3 ಪುಡಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು m ನ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಿರಿ. 0.25-0.5mol/L ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್‌ನ Y3+ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ EDTA ಸೇರಿಸಿ, ಅಮೋನಿಯಾ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ pH ಅನ್ನು 9 ಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಿ, ಅಮೋನಿಯಮ್ ಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಸೇರಿಸಿ ಮತ್ತು pH=2 ನಲ್ಲಿ ಅವಕ್ಷೇಪನವು ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ 50 ℃ ನಲ್ಲಿ 1-8mL/min ದರದಲ್ಲಿ 3mol/L HNO3 ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಹನಿ ಮಾಡಿ. 40-100nm ಕಣದ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ತಯಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳುಮಳೆಯ ವಿಧಾನದಿಂದ, ವಿಭಿನ್ನ ಮಟ್ಟದ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, pH ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಿಭಿನ್ನ ಅವಕ್ಷೇಪಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಪ್ರಸರಣಕಾರಕಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚದುರಿಸಲು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ನಂತರ, ಸೂಕ್ತವಾದ ಒಣಗಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಚೆನ್ನಾಗಿ ಚದುರಿದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಂಯುಕ್ತ ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.