Actuellement, la production et l'application des nanomatériaux suscitent l'intérêt de nombreux pays. La nanotechnologie chinoise continue de progresser, et des essais de production industrielle ont été menés avec succès sur des matériaux nanométriques en poudre tels que SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZnO₂, Fe₂O₃. Cependant, le procédé de production actuel et ses coûts élevés constituent un point faible majeur, ce qui compromettra l'application généralisée des nanomatériaux. Une amélioration continue est donc nécessaire.
En raison de leur structure électronique particulière et de leur grand rayon atomique, les terres rares possèdent des propriétés chimiques très différentes de celles des autres éléments. Par conséquent, leur méthode de préparation et leur technologie de post-traitement diffèrent également de celles des autres éléments. Les principales méthodes de recherche comprennent :
1. Méthode de précipitation : incluant la précipitation à l'acide oxalique, la précipitation aux carbonates, la précipitation aux hydroxydes, la précipitation homogène, la précipitation par complexation, etc. Cette méthode se distingue par une nucléation rapide de la solution, une grande facilité de contrôle, un équipement simple et la possibilité d'obtenir des produits de haute pureté. Cependant, elle est difficile à filtrer et s'agrège facilement.
2. Méthode hydrothermale : accélérer et renforcer la réaction d'hydrolyse des ions dans des conditions de température et de pression élevées, et former des noyaux nanocristallins dispersés. Cette méthode permet d'obtenir des poudres nanométriques à dispersion uniforme et à distribution granulométrique étroite, mais elle nécessite des équipements haute température et haute pression, coûteux et dangereux à exploiter.
3. Méthode du gel : Il s'agit d'une méthode importante pour la préparation de matériaux inorganiques et joue un rôle majeur dans la synthèse inorganique. À basse température, les composés organométalliques ou les complexes organiques peuvent former un sol par polymérisation ou hydrolyse, et former un gel dans certaines conditions. Un traitement thermique supplémentaire permet d'obtenir des nouilles de riz ultrafines présentant une surface spécifique plus importante et une meilleure dispersion. Cette méthode, mise en œuvre dans des conditions douces, permet d'obtenir une poudre présentant une surface spécifique plus importante et une meilleure dispersibilité. Cependant, le temps de réaction est long et peut prendre plusieurs jours, ce qui complique le respect des exigences d'industrialisation.
4. Méthode en phase solide : la décomposition à haute température est réalisée par des composés solides ou des réactions intermédiaires en phase solide. Par exemple, le nitrate de terres rares et l'acide oxalique sont mélangés par broyage à billes en phase solide pour former un intermédiaire d'oxalate de terres rares, qui est ensuite décomposé à haute température pour obtenir une poudre ultrafine. Cette méthode offre une efficacité de réaction élevée, un équipement simple et une mise en œuvre aisée, mais la poudre obtenue présente une morphologie irrégulière et une faible uniformité.
Ces méthodes ne sont pas uniques et peuvent ne pas être pleinement applicables à l'industrialisation. Il existe également de nombreuses méthodes de préparation, telles que la méthode de microémulsion organique, l'alcoolyse, etc.
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Date de publication : 06/04/2023