Préparation deoxydes de terres rares ultrafins
Les composés ultrafins de terres rares ont une gamme d'utilisations plus large que les composés de terres rares ayant des tailles de particules générales, et de plus en plus de recherches sont actuellement menées à leur sujet.Les méthodes de préparation sont divisées en méthode en phase solide, méthode en phase liquide et méthode en phase gazeuse en fonction de l'état d'agrégation de la substance.À l'heure actuelle, la méthode en phase liquide est largement utilisée dans les laboratoires et l'industrie pour préparer des poudres ultrafines de composés de terres rares.Elle comprend principalement la méthode de précipitation, la méthode sol gel, la méthode hydrothermale, la méthode modèle, la méthode de microémulsion et la méthode d'hydrolyse alkyde, parmi lesquelles la méthode de précipitation est la plus adaptée à la production industrielle.
La méthode de précipitation consiste à ajouter le précipitant à la solution de sel métallique pour la précipitation, puis à filtrer, laver, sécher et décomposer thermiquement pour obtenir des produits en poudre.Il comprend la méthode de précipitation directe, la méthode de précipitation uniforme et la méthode de coprécipitation.Dans le procédé de précipitation ordinaire, des oxydes de terres rares et des sels de terres rares contenant des radicaux acides volatils peuvent être obtenus en brûlant le précipité, avec une taille de particule de 3 à 5 µm.La surface spécifique est inférieure à 10 ㎡/g et ne possède pas de propriétés physiques et chimiques particulières.La méthode de précipitation au carbonate d'ammonium et la méthode de précipitation à l'acide oxalique sont actuellement les méthodes les plus couramment utilisées pour produire des poudres d'oxyde ordinaires, et tant que les conditions de traitement de la méthode de précipitation sont modifiées, elles peuvent être utilisées pour préparer des poudres ultrafines d'oxyde de terres rares.
La recherche a montré que les principaux facteurs affectant la taille des particules et la morphologie des poudres ultrafines de terres rares dans la méthode de précipitation au bicarbonate d'ammonium comprennent la concentration de terres rares dans la solution, la température de précipitation, la concentration de l'agent de précipitation, etc. La solution est la clé pour former des poudres ultrafines uniformément dispersées.Par exemple, dans l'expérience de précipitation Y3 + pour préparer Y2O3, lorsque la concentration massique de terres rares est de 20 ~ 30 g/L (calculée par Y2O3), le processus de précipitation est fluide et la poudre ultrafine d'oxyde d'yttrium obtenue à partir de la précipitation du carbonate par le séchage et la combustion sont faibles, uniformes et la dispersion est bonne.
Dans les réactions chimiques, la température est un facteur décisif.Dans les expériences ci-dessus, lorsque la température est de 60 à 70 ℃, la précipitation est lente, la filtration est rapide, les particules sont lâches et uniformes et elles sont essentiellement sphériques ;Lorsque la température de réaction est inférieure à 50 ℃, la précipitation se forme plus rapidement, avec plus de grains et des particules plus petites.Au cours de la réaction, la quantité de débordements de CO2 et de NH3 est moindre et les précipitations se présentent sous une forme collante, qui ne convient pas à la filtration et au lavage.Après avoir été brûlées en oxyde d'yttrium, il reste encore des substances en blocs qui s'agglomèrent sérieusement et ont des particules de plus grande taille.La concentration de bicarbonate d'ammonium affecte également la taille des particules d'oxyde d'yttrium.Lorsque la concentration de bicarbonate d'ammonium est inférieure à 1 mol/L, la taille des particules d'oxyde d'yttrium obtenue est petite et uniforme ;Lorsque la concentration de bicarbonate d’ammonium dépasse 1mol/L, des précipitations locales se produiront, provoquant une agglomération et des particules plus grosses.Dans des conditions appropriées, une taille de particule de 0,01 à 0,5 peut être obtenue en poudre d'oxyde d'yttrium ultrafine µM.
Dans la méthode de précipitation à l'oxalate, la solution d'acide oxalique est ajoutée goutte à goutte tandis que de l'ammoniac est ajouté pour assurer une valeur de pH constante pendant le processus de réaction, ce qui donne une taille de particule inférieure à 1 µM de poudre d'oxyde d'yttrium.Tout d’abord, précipitez la solution de nitrate d’yttrium avec de l’eau ammoniaquée pour obtenir un colloïde d’hydroxyde d’yttrium, puis convertissez-la avec une solution d’acide oxalique pour obtenir une taille de particule inférieure à 1 μ Y2O3 en poudre de m.Ajoutez de l'EDTA à une solution Y3+ de nitrate d'yttrium avec une concentration de 0,25 à 0,5 mol/L, ajustez le pH à 9 avec de l'eau ammoniaquée, ajoutez de l'oxalate d'ammonium et égouttez une solution de HNO3 à 3 mol/L à raison de 1 à 8 ml/L. min à 50 ℃ jusqu'à ce que la précipitation soit complète à pH=2.De la poudre d'oxyde d'yttrium d'une taille de particule de 40 à 100 nm peut être obtenue.
Pendant le processus de préparationoxydes de terres rares ultrafinspar la méthode de précipitation, différents degrés d'agglomération sont susceptibles de se produire.Par conséquent, pendant le processus de préparation, il est nécessaire de contrôler strictement les conditions de synthèse, en ajustant la valeur du pH, en utilisant différents précipitants, en ajoutant des dispersants et d'autres méthodes pour disperser complètement les produits intermédiaires.Ensuite, des méthodes de séchage appropriées sont sélectionnées et enfin, des poudres ultrafines de composés de terres rares bien dispersées sont obtenues par calcination.
Heure de publication : 21 avril 2023