PraeparatioOxida terrarum rararum subtilissima
Composita terrarum rararum subtilissima latius usuum ambitum habent quam composita terrarum rararum magnitudinibus particularum generalibus comparata, et nunc plus investigationis de his fit. Methodi praeparationis in methodum phasis solidae, methodum phasis liquidae, et methodum phasis gasosae secundum statum aggregationis substantiae dividuntur. Hodie, methodus phasis liquidae late in laboratoriis et industria adhibita est ad pulveres subtilissimos compositorum terrarum rararum praeparandos. Praecipue includit methodum praecipitationis, methodum sol-gel, methodum hydrothermalem, methodum matricis, methodum microemulsionis, et methodum hydrolysis alkydicas, inter quas methodus praecipitationis aptissima est ad productionem industrialem.
Methodus praecipitationis est addere praecipitantem solutioni salis metallici ad praecipitationem, deinde filtrare, lavare, siccare et calore dissolvere ad pulverem productum obtinendum. Haec methodus includit methodum praecipitationis directam, methodum praecipitationis uniformis, et methodum copraecipitationis. In methodo praecipitationis ordinaria, oxida terrarum rararum et sales terrarum rararum continentes radicalia acidorum volatilium per combustionem praecipitati obtineri possunt, magnitudine particularum 3-5 μm. Area superficialis specifica minor est quam 10 ㎡/g et proprietates physicas et chemicas speciales non habet. Methodus praecipitationis ammonii carbonatis et methodus praecipitationis acidi oxalici hodie sunt methodi frequentissime adhibitae ad pulveres oxidorum ordinariorum producendos, et dummodo condiciones processus methodi praecipitationis mutentur, ad pulveres oxidorum terrarum rararum subtilissimos praeparandos adhiberi possunt.
Investigationes demonstraverunt factores praecipuos qui magnitudinem particularum et morphologiam pulverum terrarum rararum ultrafinarum in methodo praecipitationis ammonii bicarbonatis afficiunt, inter eos esse concentrationem terrarum rararum in solutione, temperaturam praecipitationis, concentrationem agentis praecipitationis, et cetera. Concentratio terrarum rararum in solutione est clavis ad formandos pulveres ultrafinas uniformiter dispersos. Exempli gratia, in experimento Y3+praecipitationis ad Y2O3 praeparandum, cum concentratio massae terrarum rararum 20~30g/L est (calculata per Y2O3), processus praecipitationis lenis est, et pulvis ultrafinas oxidi yttrii, ex praecipitatione carbonatis per siccationem et combustionem obtentus, parvus, uniformis, et dispersio bona est.
In reactionibus chemicis, temperatura factor decisivus est. In experimentis supradictis, cum temperatura 60-70°C est, praecipitatio lenta est, filtratio celeris, particulae laxae et uniformes sunt, et plerumque sphaericae; cum temperatura reactionis infra 50°C est, praecipitatio celerius formatur, cum pluribus granis et minoribus magnitudinibus particularum. Per reactionem, copia CO2 et NH3 redundans minor est, et praecipitatio in forma viscosa est, quae filtrationi et lavationi non apta est. Post combustionem in oxidum yttrii, adhuc substantiae compactae remanent quae graviter agglomerantur et maiores magnitudines particularum habent. Concentratio ammonii bicarbonatis etiam magnitudinem particularum oxidi yttrii afficit. Cum concentratio ammonii bicarbonatis minor quam 1mol/L est, magnitudo particularum oxidi yttrii obtenta parva et uniformis est; cum concentratio ammonii bicarbonatis 1mol/L excedit, praecipitatio localis fiet, agglomerationem et maiores particulas causans. Sub condicionibus idoneis, magnitudo particularum 0.01-0.5 μM ex pulvere yttrii oxidi ultrafine obtineri potest.
In methodo praecipitationis oxalatis, solutio acidi oxalici guttatim additur, dum ammonia additur ut valor pH constans per reactionem servetur, quod efficit ut magnitudo particularum pulveris yttrii oxidi minor quam 1 μM fiat. Primo, solutio yttrii nitratis cum aqua ammoniaca praecipitatur ut colloidum yttrii hydroxidi obtineatur, deinde cum solutione acidi oxalici convertetur ut magnitudo particularum pulveris Y₂O₃ m minor quam 1 μ obtineatur. EDTA solutioni Y₂+ yttrii nitratis cum concentratione 0.25-0.5 mol/L addatur, pH ad 9 aqua ammoniaca accommodatur, oxalatum ammonii addatur, et solutio HNO₃ 3 mol/L concentrationis 1-8 mL/min ad 50 ℃ guttatim infundatur, donec praecipitatio completa sit ad pH=2. Pulvis yttrii oxidi cum magnitudine particularum 40-100 nm obtineri potest.
Inter processum praeparationisOxida terrarum rararum subtilissimaMethodo praecipitationis, varii gradus agglomerationis oriri solent. Ergo, in processu praeparationis, necesse est condiciones synthesis stricte moderari, valorem pH adaptando, praecipitantibus variis utendo, dispersoribus addendo, aliisque modis ad producta intermedia plene dispergenda. Deinde, modi siccationis idonei eliguntur, et tandem pulveres ultrafini ex compositis terrarum rararum bene dispersi per calcinationem obtinentur.
Tempus publicationis: XXI Aprilis MMXXIII