6

Карбанат цэрыя

У апошнія гады прымяненне лантанідных рэагентаў у арганічным сінтэзе развівалася вельмі хутка. Сярод іх было выяўлена, што многія лантанідныя рэагенты валодаюць відавочным селектыўным каталізам у рэакцыі ўтварэння вуглярод-вугляродных сувязяў; у той жа час было выяўлена, што многія лантанідныя рэагенты маюць выдатныя характарыстыкі ў рэакцыях арганічнага акіслення і рэакцыях арганічнага аднаўлення для пераўтварэння функцыянальных груп. Выкарыстанне рэдказямельных элементаў у сельскай гаспадарцы з'яўляецца навуковым дасягненнем з кітайскімі асаблівасцямі, атрыманым кітайскімі навукоўцамі і тэхнікамі пасля гадоў напружанай працы, і актыўна прасоўваецца як важная мера павелічэння сельскагаспадарчай вытворчасці ў Кітаі. Карбанат рэдказямельных элементаў лёгка раствараецца ў кіслаце з утварэннем адпаведных соляў і вуглякіслага газу, што дазваляе зручна выкарыстоўваць яго ў сінтэзе розных соляў і комплексаў рэдказямельных элементаў без увядзення аніённых прымешак. Напрыклад, ён можа рэагаваць з моцнымі кіслотамі, такімі як азотная кіслата, саляная кіслата, азотная кіслата, хлорная кіслата і серная кіслата, з утварэннем вадарастваральных соляў. Рэагаваць з фосфарнай кіслатой і плавікавай кіслатой для пераўтварэння ў нерастваральныя фасфаты і фтарыды рэдказямельных элементаў. Рэагаваць з многімі арганічнымі кіслотамі з утварэннем адпаведных арганічных злучэнняў рэдказямельных элементаў. Яны могуць быць растваральнымі складанымі катыёнамі або складанымі аніёнамі, альбо менш растваральныя нейтральныя злучэнні выпадаюць у асадак у залежнасці ад значэння раствора. З іншага боку, карбанат рэдказямельных элементаў можна раскласці на адпаведныя аксіды шляхам кальцынацыі, якія можна непасрэдна выкарыстоўваць для атрымання многіх новых рэдказямельных матэрыялаў. У цяперашні час гадавая вытворчасць карбанату рэдказямельных элементаў у Кітаі складае больш за 10 000 тон, што складае больш за чвэрць усіх тавараў рэдказямельных элементаў, што сведчыць аб тым, што прамысловая вытворчасць і прымяненне карбанату рэдказямельных элементаў адыгрывае вельмі важную ролю ў развіцці рэдказямельнай прамысловасці.

Карбанат цэрыя — гэта неарганічнае злучэнне з хімічнай формулай C3Ce2O9, малекулярнай масай 460, logP -7,40530, PSA 198,80000, тэмпературай кіпення 333,6ºC пры 760 мм рт.сл. і тэмпературай успышкі 169,8ºC. У прамысловай вытворчасці рэдказямельных элементаў карбанат цэрыя з'яўляецца прамежкавай сыравінай для атрымання розных прадуктаў цэрыя, такіх як розныя солі цэрыя і аксід цэрыя. Ён мае шырокі спектр прымянення і з'яўляецца важным лёгкім прадуктам рэдказямельных элементаў. Гідратаваны крышталь карбанату цэрыя мае структуру тыпу лантаніту, і яго SEM-фатаграфія паказвае, што асноўная форма крышталя гідратаванага карбанату цэрыя падобная на лускавінкі, прычым лускавінкі звязаны паміж сабой слабымі ўзаемадзеяннямі, утвараючы пялёстападобную структуру, і структура друзлая, таму пад дзеяннем механічнай сілы яна лёгка расшчапляецца на дробныя фрагменты. Карбанат цэрыя, які традыцыйна вырабляецца ў прамысловасці, у цяперашні час утрымлівае толькі 42-46% ад агульнай колькасці рэдказямельных элементаў пасля сушкі, што абмяжоўвае эфектыўнасць вытворчасці карбанату цэрыя.

Нізкае спажыванне вады, стабільная якасць, атрыманы карбанат цэрыя не патрабуе сушкі або сушкі пасля цэнтрабежнай сушкі, а агульная колькасць рэдказямельных элементаў можа дасягаць 72%-74%, а працэс просты і аднаэтапны для атрымання карбанату цэрыя з высокай агульнай колькасцю рэдказямельных элементаў. Прынята наступная тэхнічная схема: для атрымання карбанату цэрыя з высокай агульнай колькасцю рэдказямельных элементаў выкарыстоўваецца аднаэтапны метад, гэта значыць, раствор цэрыя з масавай канцэнтрацыяй CeO240-90 г/л награваецца да 95°C-105°C і дадаецца бікарбанат амонія пры пастаянным памешванні для асаджэння карбанату цэрыя. Колькасць бікарбанату амонія рэгулюецца такім чынам, каб значэнне pH вадкасці для падачы канчаткова дасягала 6,3-6,5, і хуткасць дадання падыходзіць, каб вадкасць для падачы не выцякала з жолаба. Раствор цэрыя можа быць як мінімум адным з воднага раствора хларыду цэрыя, воднага раствора сульфату цэрыя або воднага раствора нітрату цэрыя. Каманда даследаванняў і распрацовак UrbanMines Tech. ТАА выкарыстоўвае новы метад сінтэзу шляхам дадання цвёрдага бікарбанату амонія або воднага раствора бікарбанату амонія.

Карбанат цэрыя можна выкарыстоўваць для атрымання аксіду цэрыя, дыяксіду цэрыя і іншых нанаматэрыялаў. Прымяненне і прыклады наступныя:

1. Фіялетавае шкло з антыблікавым пакрыццём, якое моцна паглынае ультрафіялетавае выпраменьванне і жоўтую частку бачнага святла. Зыходзячы са складу звычайнага натрыева-кальцыйна-сілікатнага ліставога шкла, яно ўключае наступныя сыравінныя матэрыялы ў працэнтах па вазе: дыяксід крэмнію 72~82%, аксід натрыю 6~15%, аксід кальцыю 4~13%, аксід магнію 2~8%, аксід алюмінію 0~3%, аксід жалеза 0,05~0,3%, карбанат цэрыя 0,1~3%, карбанат неадыму 0,4~1,2%, дыяксід марганцу 0,5~3%. Шкло таўшчынёй 4 мм мае прапусканне бачнага святла больш за 80%, прапусканне ультрафіялетавага выпраменьвання менш за 15% і прапусканне ў дыяпазоне даўжынь хваль 568-590 нм менш за 15%.

2. Эндатэрмічная энергазберагальная фарба, якая характарызуецца тым, што яна ўтвараецца шляхам змешвання напаўняльніка і плёнкаўтваральнага матэрыялу, прычым напаўняльнік утвараецца шляхам змешвання наступных сыравінных матэрыялаў у вагавых частках: ад 20 да 35 частак дыяксіду крэмнію і ад 8 да 20 частак аксіду алюмінію, ад 4 да 10 частак аксіду тытана, ад 4 да 10 частак цырконія, ад 1 да 5 частак аксіду цынку, ад 1 да 5 частак аксіду магнію, ад 0,8 да 5 частак карбіду крэмнію, ад 0,02 да 0,5 частак аксіду ітрыя і ад 0,01 да 1,5 частак аксіду хрому, ад 0,01 да 1,5 частак каоліну, ад 0,01 да 1,5 частак рэдказямельных матэрыялаў, ад 0,8 да 5 частак сажы, памер часціц кожнага сыравіны складае 1-5 мкм; прычым рэдказямельныя матэрыялы ўключаюць 0,01-1,5 часткі карбанату лантана, 0,01-1,5 часткі карбанату цэрыя, 1,5 часткі карбанату празеадыму, ад 0,01 да 1,5 часткі карбанату празеадыму, ад 0,01 да 1,5 часткі карбанату неадыму і ад 0,01 да 1,5 часткі нітрату праметыя; плёнкаўтваральным матэрыялам з'яўляецца карбанат калію і натрыю; карбанат калію і натрыю змешваюць з аднолькавай вагой карбанату калію і карбанату натрыю. Вагавая прапорцыя змешвання напаўняльніка і плёнкаўтваральнага матэрыялу складае 2,5:7,5, 3,8:6,2 або 4,8:5,2. Акрамя таго, адзін з відаў спосабу падрыхтоўкі эндатэрмічнай энергазберагальнай фарбы характарызуецца тым, што ўключае наступныя этапы:

Этап 1, падрыхтоўка напаўняльніка, спачатку ўзважваюць 20-35 частак дыяксіду крэмнію, 8-20 частак аксіду алюмінію, 4-10 частак аксіду тытана, 4-10 частак аксіду цырконія і 1-5 частак аксіду цынку па вазе, 1-5 частак аксіду магнію, 0,8-5 частак карбіду крэмнію, 0,02-0,5 частак аксіду ітрыя, 0,01-1,5 частак трыаксіду хрому, 0,01-1,5 частак каоліну, 0,01-1,5 частак рэдказямельных матэрыялаў і 0,8-5 частак сажы, а затым аднастайна змешваюць у змяшальніку для атрымання напаўняльніка; прычым рэдказямельны матэрыял уключае 0,01-1,5 часткі карбанату лантана, 0,01-1,5 часткі карбанату цэрыя, 0,01-1,5 часткі карбанату празеадыму, 0,01-1,5 часткі карбанату неадыму і 0,01-1,5 часткі нітрату праметыя;

Этап 2, падрыхтоўка плёнкаўтваральнага матэрыялу, плёнкаўтваральным матэрыялам з'яўляецца карбанат натрыю і калію; спачатку ўзважваюць карбанат калію і карбанат натрыю адпаведна па вазе, а затым змешваюць іх пароўну для атрымання плёнкаўтваральнага матэрыялу; карбанат натрыю і калію мае аднолькавую вагу змешваюць;

Этап 3, суадносіны змешвання напаўняльніка і плёнкавага матэрыялу па вазе складае 2,5: 7,5, 3,8: 6,2 або 4,8: ​​5,2, і сумесь раўнамерна змешваецца і дыспергуецца для атрымання сумесі;

На этапе 4 сумесь здрабняецца ў шаровым млыне на працягу 6-8 гадзін, а затым гатовы прадукт атрымліваецца шляхам прапускання праз сіта, прычым ячэйка сіта складае 1-5 мкм.

3. Атрыманне ультратонкага аксіду цэрыя: Выкарыстоўваючы гідратаваны карбанат цэрыя ў якасці папярэдніка, ультратонкі аксід цэрыя з сярэднім памерам часціц менш за 3 мкм быў атрыманы шляхам непасрэднага шаровага млына і кальцынацыі. Усе атрыманыя прадукты маюць кубічную структуру флюарыту. Па меры павышэння тэмпературы кальцынацыі памер часціц прадуктаў памяншаецца, размеркаванне часціц па памерах становіцца больш вузкім, а крышталічнасць павялічваецца. Аднак паліравальная здольнасць трох розных шклоў паказала максімальнае значэнне паміж 900℃ і 1000℃. Такім чынам, лічыцца, што хуткасць выдалення рэчываў з паверхні шкла падчас працэсу паліроўкі значна залежыць ад памеру часціц, крышталічнасці і павярхоўнай актыўнасці паліравальнага парашка.