Chuẩn bịoxit đất hiếm siêu mịn
Hợp chất đất hiếm siêu mịn có phạm vi sử dụng rộng hơn so với hợp chất đất hiếm có kích thước hạt chung và hiện nay có nhiều nghiên cứu hơn về chúng. Các phương pháp điều chế được chia thành phương pháp pha rắn, phương pháp pha lỏng và phương pháp pha khí theo trạng thái kết tụ của chất. Hiện nay, phương pháp pha lỏng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và công nghiệp để điều chế bột siêu mịn của hợp chất đất hiếm. Nó chủ yếu bao gồm phương pháp kết tủa, phương pháp sol gel, phương pháp thủy nhiệt, phương pháp khuôn mẫu, phương pháp nhũ tương vi mô và phương pháp thủy phân alkyd, trong đó phương pháp kết tủa là phù hợp nhất cho sản xuất công nghiệp.
Phương pháp kết tủa là thêm chất kết tủa vào dung dịch muối kim loại để kết tủa, sau đó lọc, rửa, sấy khô và phân hủy nhiệt để thu được sản phẩm dạng bột. Bao gồm phương pháp kết tủa trực tiếp, phương pháp kết tủa đồng đều và phương pháp kết tủa đồng thời. Trong phương pháp kết tủa thông thường, oxit đất hiếm và muối đất hiếm có chứa gốc axit dễ bay hơi có thể thu được bằng cách đốt kết tủa, với kích thước hạt từ 3-5 μm. Diện tích bề mặt riêng nhỏ hơn 10 ㎡/g và không có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt. Phương pháp kết tủa amoni cacbonat và phương pháp kết tủa axit oxalic hiện là những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất bột oxit thông thường và chỉ cần thay đổi các điều kiện quy trình của phương pháp kết tủa thì có thể sử dụng chúng để chế tạo bột oxit đất hiếm siêu mịn.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố chính ảnh hưởng đến kích thước hạt và hình thái của bột siêu mịn đất hiếm trong phương pháp kết tủa amoni bicarbonate bao gồm nồng độ đất hiếm trong dung dịch, nhiệt độ kết tủa, nồng độ tác nhân kết tủa, v.v. Nồng độ đất hiếm trong dung dịch là chìa khóa để hình thành bột siêu mịn phân tán đồng đều. Ví dụ, trong thí nghiệm kết tủa Y3 + để điều chế Y2O3, khi nồng độ khối lượng đất hiếm là 20 ~ 30g / L (tính theo Y2O3), quá trình kết tủa diễn ra suôn sẻ và bột siêu mịn yttri oxit thu được từ kết tủa cacbonat bằng cách sấy khô và đốt cháy có kích thước nhỏ, đồng đều và Độ phân tán tốt.
Trong các phản ứng hóa học, nhiệt độ là yếu tố quyết định. Trong các thí nghiệm trên, khi nhiệt độ 60-70 ℃, quá trình kết tủa chậm, quá trình lọc nhanh, các hạt rời rạc và đồng đều, về cơ bản là hình cầu; Khi nhiệt độ phản ứng dưới 50 ℃, quá trình kết tủa hình thành nhanh hơn, với nhiều hạt hơn và kích thước hạt nhỏ hơn. Trong quá trình phản ứng, lượng CO2 và NH3 tràn ra ít hơn và kết tủa ở dạng dính, không thích hợp để lọc và rửa. Sau khi đốt thành ytri oxit, vẫn còn các chất dạng khối kết tụ nghiêm trọng và có kích thước hạt lớn hơn. Nồng độ amoni bicacbonat cũng ảnh hưởng đến kích thước hạt của ytri oxit. Khi nồng độ amoni bicacbonat nhỏ hơn 1mol/L, kích thước hạt ytri oxit thu được nhỏ và đồng đều; Khi nồng độ amoni bicacbonat vượt quá 1mol/L, sẽ xảy ra kết tủa cục bộ, gây ra hiện tượng kết tụ và các hạt lớn hơn. Trong điều kiện thích hợp, có thể thu được bột oxit ytri siêu mịn có kích thước hạt 0,01-0,5 μM.
Trong phương pháp kết tủa oxalat, dung dịch axit oxalic được thêm từng giọt trong khi thêm amoniac để đảm bảo giá trị pH không đổi trong quá trình phản ứng, tạo ra kích thước hạt nhỏ hơn 1 μ M bột ytri oxit. Đầu tiên, kết tủa dung dịch ytri nitrat bằng nước amoniac để thu được keo ytri hydroxit, sau đó chuyển đổi nó bằng dung dịch axit oxalic để thu được bột Y2O3 có kích thước hạt nhỏ hơn 1 μ m. Thêm EDTA vào dung dịch ytri nitrat Y3+ có nồng độ 0,25-0,5mol/L, điều chỉnh pH đến 9 bằng nước amoniac, thêm amoni oxalat và nhỏ giọt dung dịch HNO3 3mol/L với tốc độ 1-8mL/phút ở 50 ℃ cho đến khi kết tủa hoàn toàn ở pH = 2. Có thể thu được bột ytri oxit có kích thước hạt 40-100nm.
Trong quá trình chuẩn bịoxit đất hiếm siêu mịntheo phương pháp kết tủa, dễ xảy ra các mức độ kết tụ khác nhau. Do đó, trong quá trình chuẩn bị, cần kiểm soát chặt chẽ các điều kiện tổng hợp, bằng cách điều chỉnh giá trị pH, sử dụng các chất kết tủa khác nhau, thêm chất phân tán và các phương pháp khác để phân tán hoàn toàn các sản phẩm trung gian. Sau đó, lựa chọn phương pháp sấy thích hợp và cuối cùng, thu được bột siêu mịn hợp chất đất hiếm phân tán tốt thông qua quá trình nung.
Thời gian đăng: 21-04-2023