අල්ට්රාෆයින් දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සයිඩ සකස් කිරීම

සකස් කිරීමඅල්ට්රාෆයින් දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සයිඩ

සාමාන්‍ය අංශු ප්‍රමාණයෙන් යුත් දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝග හා සසඳන විට අල්ට්‍රාෆයින් දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝග පුළුල් පරාසයක භාවිතයන් ඇති අතර දැනට ඒවා පිළිබඳ වැඩි පර්යේෂණ පවතී. සකස් කිරීමේ ක්‍රම ද්‍රව්‍යයේ එකතු කිරීමේ තත්වය අනුව ඝන අවධි ක්‍රමය, ද්‍රව අවධි ක්‍රමය සහ වායු අවධි ක්‍රමය ලෙස බෙදා ඇත. වර්තමානයේ, දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝගවල අල්ට්රාෆයින් කුඩු සකස් කිරීම සඳහා රසායනාගාර සහ කර්මාන්තවල ද්රව අදියර ක්රමය බහුලව භාවිතා වේ. එයට ප්‍රධාන වශයෙන් වර්ෂාපතන ක්‍රමය, සෝල් ජෙල් ක්‍රමය, ජල තාප ක්‍රමය, සැකිලි ක්‍රමය, ක්ෂුද්‍ර ඉමල්ෂන් ක්‍රමය සහ ඇල්කයිඩ් ජල විච්ඡේදනය ක්‍රමය ඇතුළත් වන අතර, වර්ෂාපතන ක්‍රමය කාර්මික නිෂ්පාදනය සඳහා වඩාත් යෝග්‍ය වේ.

වර්ෂාපතන ක්‍රමය වන්නේ වර්ෂාපතනය සඳහා ලෝහ ලුණු ද්‍රාවණයට වර්ෂාපතකය එකතු කිරීම, පසුව පෙරීම, සේදීම, වියළීම සහ තාපය දිරාපත් කර කුඩු නිෂ්පාදන ලබා ගැනීමයි. එයට සෘජු වර්ෂාපතන ක්‍රමය, ඒකාකාර වර්ෂාපතන ක්‍රමය සහ coprecipitation ක්‍රමය ඇතුළත් වේ. සාමාන්‍ය වර්ෂාපතන ක්‍රමයේදී, අංශු ප්‍රමාණය 3-5 μm වන වර්ෂාපතනය දහනය කිරීමෙන් වාෂ්පශීලී අම්ල රැඩිකලුන් අඩංගු දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සයිඩ් සහ දුර්ලභ පෘථිවි ලවණ ලබා ගත හැකිය. නිශ්චිත පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය 10 ㎡/g ට වඩා අඩු වන අතර විශේෂ භෞතික හා රසායනික ගුණාංග නොමැත. ඇමෝනියම් කාබනේට් වර්ෂාපතන ක්‍රමය සහ ඔක්සලික් අම්ල වර්ෂාපතන ක්‍රමය දැනට සාමාන්‍ය ඔක්සයිඩ් කුඩු නිෂ්පාදනය සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රම වන අතර, වර්ෂාපතන ක්‍රමයේ ක්‍රියාවලි තත්ත්වයන් වෙනස් වන තාක් කල්, අල්ට්‍රාෆයින් දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සයිඩ් කුඩු සකස් කිරීමට ඒවා භාවිතා කළ හැකිය.

ඇමෝනියම් බයිකාබනේට් වර්ෂාපතන ක්‍රමයේ දුර්ලභ පෘථිවි අල්ට්‍රාෆයින් කුඩු වල අංශු ප්‍රමාණය හා රූප විද්‍යාව කෙරෙහි බලපාන ප්‍රධාන සාධක අතර ද්‍රාවණය තුළ දුර්ලභ පෘථිවි සාන්ද්‍රණය, වර්ෂාපතන උෂ්ණත්වය, වර්ෂාපතන කාරක සාන්ද්‍රණය යනාදිය ඇතුළත් බව පර්යේෂණ මගින් පෙන්වා දී ඇත. විසඳුම ඒකාකාරව විසුරුවා හරින ලද අල්ට්රාෆයින් කුඩු සෑදීමේ යතුරයි. උදාහරණයක් ලෙස, Y2O3 සකස් කිරීම සඳහා Y3+ වර්ෂාපතනය අත්හදා බැලීමේදී, දුර්ලභ පෘථිවි ස්කන්ධ සාන්ද්‍රණය 20~30g/L (Y2O3 මගින් ගණනය කරනු ලැබේ), වර්ෂාපතන ක්‍රියාවලිය සුමට වන අතර, කාබනේට් වර්ෂාපතනයෙන් ලබා ගන්නා යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් අල්ට්‍රාෆයින් කුඩු වියළීම සහ දැවීම කුඩා, ඒකාකාරී වන අතර විසුරුම හොඳයි.

රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වලදී උෂ්ණත්වය තීරණාත්මක සාධකයකි. ඉහත අත්හදා බැලීම් වලදී, උෂ්ණත්වය 60-70 ℃ වන විට, වර්ෂාපතනය මන්දගාමී වේ, පෙරීම වේගවත් වේ, අංශු ලිහිල් හා ඒකාකාරී වන අතර ඒවා මූලික වශයෙන් ගෝලාකාර වේ; ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය 50 ℃ ට වඩා අඩු වූ විට, වැඩි ධාන්‍ය ප්‍රමාණයක් සහ කුඩා අංශු ප්‍රමාණයන් සමඟ වර්ෂාපතනය වේගයෙන් සාදයි. ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර, CO2 සහ NH3 පිටාර ගැලීම් ප්‍රමාණය අඩු වන අතර වර්ෂාපතනය ඇලෙන සුළු ආකාරයෙන් පවතින අතර එය පෙරීමට සහ සේදීමට සුදුසු නොවේ. යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් බවට පුළුස්සා දැමීමෙන් පසුව, බරපතල ලෙස එකතු වන සහ විශාල අංශු ප්‍රමාණ ඇති අවහිර ද්‍රව්‍ය තවමත් පවතී. ඇමෝනියම් බයිකාබනේට් සාන්ද්‍රණය යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් අංශු ප්‍රමාණයට ද බලපායි. ඇමෝනියම් බයිකාබනේට් සාන්ද්‍රණය 1mol/L ට වඩා අඩු වූ විට, ලබාගත් යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් අංශු ප්‍රමාණය කුඩා හා ඒකාකාර වේ; ඇමෝනියම් බයිකාබනේට් සාන්ද්‍රණය 1mol/L ඉක්මවන විට, දේශීය වර්ෂාපතනය සිදුවනු ඇත, එය සමුච්චය වීම සහ විශාල අංශු ඇති කරයි. සුදුසු තත්ව යටතේ, 0.01-0.5 අංශු ප්රමාණය μM අල්ට්රාෆයින් යිට්රියම් ඔක්සයිඩ් කුඩු ලබා ගත හැක.

ඔක්සලේට් වර්ෂාපතන ක්‍රමයේදී ඔක්සලික් අම්ල ද්‍රාවණය පහතට එකතු කරන අතර ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාවලියේදී නියත pH අගයක් සහතික කිරීම සඳහා ඇමෝනියා එකතු කරන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් කුඩු 1 μM ට වඩා අඩු අංශු ප්‍රමාණයක් ලැබේ. පළමුව, යිට්‍රියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් කොලොයිඩ් ලබා ගැනීම සඳහා ඇමෝනියා ජලය සමඟ යිට්‍රියම් නයිට්‍රේට් ද්‍රාවණය අවක්ෂේප කරන්න, ඉන්පසු එය ඔක්සලික් අම්ල ද්‍රාවණයකින් පරිවර්තනය කර අංශු ප්‍රමාණය 1 μY2O3 m ට අඩු කුඩු ලබා ගන්න. 0.25-0.5mol/L සාන්ද්‍රණයක් සහිත Y3+ ද්‍රාවණයක yttrium නයිට්‍රේට් සඳහා EDTA එකතු කරන්න, ඇමෝනියා ජලය සමඟ pH අගය 9ට සකසන්න, ඇමෝනියම් ඔක්සලේට් එකතු කරන්න, සහ 3mol/L HNO3 ද්‍රාවණයක් 1-8mL/ අනුපාතයකින් බින්දු කරන්න. වර්ෂාපතනය pH=2 ට අවසන් වන තෙක් මිනිත්තු 50 ℃. 40-100nm අංශු ප්රමාණයකින් යුත් Yttrium ඔක්සයිඩ් කුඩු ලබා ගත හැක.

සකස් කිරීමේ ක්රියාවලිය තුළඅල්ට්රාෆයින් දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සයිඩවර්ෂාපතන ක්‍රමය අනුව, විවිධ මට්ටම් සමුච්චය වීමට ඉඩ ඇත. එබැවින්, සකස් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී, සංශ්ලේෂණ තත්ත්වයන් දැඩි ලෙස පාලනය කිරීම අවශ්ය වේ, pH අගය සකස් කිරීම, විවිධ වර්ෂාපතන භාවිතා කිරීම, විසුරුවා හැරීම් එකතු කිරීම සහ අතරමැදි නිෂ්පාදන සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හැරීම සඳහා වෙනත් ක්රම. ඉන්පසුව, සුදුසු වියලීමේ ක්රම තෝරාගනු ලබන අතර, අවසානයේ, හොඳින් විසුරුවා හරින ලද දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝග අල්ට්රාෆයින් කුඩු ගණනය කිරීම මගින් ලබා ගනී.