Preparação deóxidos de terras raras ultrafinos
Compostos ultrafinos de terras raras têm uma gama mais ampla de aplicações em comparação com compostos de terras raras com tamanhos de partículas comuns, e atualmente há mais pesquisas sobre eles. Os métodos de preparação são divididos em método de fase sólida, método de fase líquida e método de fase gasosa, de acordo com o estado de agregação da substância. Atualmente, o método de fase líquida é amplamente utilizado em laboratórios e na indústria para preparar pós ultrafinos de compostos de terras raras. Inclui principalmente o método de precipitação, método sol-gel, método hidrotérmico, método de molde, método de microemulsão e método de hidrólise alquídica, entre os quais o método de precipitação é o mais adequado para a produção industrial.
O método de precipitação consiste em adicionar o precipitante à solução de sal metálico para precipitação, filtrar, lavar, secar e decompor por calor para obter produtos em pó. Inclui o método de precipitação direta, o método de precipitação uniforme e o método de coprecipitação. No método de precipitação comum, óxidos de terras raras e sais de terras raras contendo radicais ácidos voláteis podem ser obtidos pela queima do precipitado, com um tamanho de partícula de 3-5 μm. A área superficial específica é inferior a 10 ㎡/g e não possui propriedades físicas e químicas especiais. Os métodos de precipitação com carbonato de amônio e de precipitação com ácido oxálico são atualmente os métodos mais comumente usados para a produção de pós de óxidos comuns e, desde que as condições do processo do método de precipitação sejam alteradas, eles podem ser usados para preparar pós de óxidos de terras raras ultrafinos.
Pesquisas demonstraram que os principais fatores que afetam o tamanho das partículas e a morfologia dos pós ultrafinos de terras raras no método de precipitação com bicarbonato de amônio incluem a concentração de terras raras na solução, a temperatura de precipitação, a concentração do agente de precipitação, etc. A concentração de terras raras na solução é fundamental para a formação de pós ultrafinos uniformemente dispersos. Por exemplo, no experimento de precipitação com Y3+ para preparar Y2O3, quando a concentração em massa de terras raras é de 20 a 30 g/L (calculada por Y2O3), o processo de precipitação é suave, e o pó ultrafino de óxido de ítrio obtido da precipitação de carbonato por secagem e queima é pequeno, uniforme e apresenta boa dispersão.
Em reações químicas, a temperatura é um fator decisivo. Nos experimentos acima, quando a temperatura é de 60-70 ℃, a precipitação é lenta, a filtração é rápida, as partículas são soltas e uniformes, e são basicamente esféricas; quando a temperatura da reação está abaixo de 50 ℃, a precipitação se forma mais rapidamente, com mais grãos e tamanhos de partículas menores. Durante a reação, a quantidade de CO2 e NH3 transborda é menor, e a precipitação está em uma forma pegajosa, o que não é adequado para filtração e lavagem. Após ser queimado em óxido de ítrio, ainda há substâncias em blocos que se aglomeram seriamente e têm tamanhos de partículas maiores. A concentração de bicarbonato de amônio também afeta o tamanho de partícula do óxido de ítrio. Quando a concentração de bicarbonato de amônio é inferior a 1 mol/L, o tamanho de partícula de óxido de ítrio obtido é pequeno e uniforme; quando a concentração de bicarbonato de amônio excede 1 mol/L, ocorrerá precipitação local, causando aglomeração e partículas maiores. Em condições adequadas, pode-se obter um tamanho de partícula de 0,01-0,5 μ M de pó de óxido de ítrio ultrafino.
No método de precipitação de oxalato, a solução de ácido oxálico é adicionada gota a gota enquanto a amônia é adicionada para garantir um valor de pH constante durante o processo de reação, resultando em um tamanho de partícula menor que 1 μM de pó de óxido de ítrio. Primeiro, precipite a solução de nitrato de ítrio com água de amônia para obter o colóide de hidróxido de ítrio e, em seguida, converta-o com solução de ácido oxálico para obter um tamanho de partícula menor que 1 μY2O3 pó de m. Adicione EDTA a uma solução de Y3+nitrato de ítrio com uma concentração de 0,25-0,5 mol/L, ajuste o pH para 9 com água de amônia, adicione oxalato de amônio e goteje uma solução de HNO3 3mol/L a uma taxa de 1-8 mL/min a 50 ℃ até que a precipitação esteja completa em pH = 2. Pó de óxido de ítrio com um tamanho de partícula de 40-100 nm pode ser obtido.
Durante o processo de preparaçãoóxidos de terras raras ultrafinosO método de precipitação tende a apresentar diferentes graus de aglomeração. Portanto, durante o processo de preparação, é necessário controlar rigorosamente as condições de síntese, ajustando o pH, utilizando diferentes precipitantes, adicionando dispersantes e outros métodos para dispersar completamente os produtos intermediários. Em seguida, são selecionados métodos de secagem apropriados e, finalmente, por meio da calcinação, são obtidos pós ultrafinos de compostos de terras raras bem dispersos.
Horário da publicação: 21/04/2023