Derzeit erregen Produktion und Anwendung von Nanomaterialien die Aufmerksamkeit verschiedener Länder. Chinas Nanotechnologie macht weiterhin Fortschritte, und die industrielle Produktion bzw. Versuchsproduktion von nanoskaligem SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZnO₂, Fe₂O₃ und anderen Pulvermaterialien wurde erfolgreich durchgeführt. Der derzeitige Produktionsprozess und die hohen Produktionskosten stellen jedoch gravierende Schwächen dar, die die breite Anwendung von Nanomaterialien beeinträchtigen werden. Daher sind kontinuierliche Verbesserungen notwendig.
Aufgrund der besonderen elektronischen Struktur und des großen Atomradius unterscheiden sich die chemischen Eigenschaften von Seltenerdelementen deutlich von denen anderer Elemente. Daher unterscheiden sich auch die Herstellungs- und Nachbehandlungsmethoden von Seltenerd-Nanooxiden von denen anderer Elemente. Zu den wichtigsten Forschungsmethoden gehören:
1. Fällungsmethode: einschließlich Oxalsäurefällung, Carbonatfällung, Hydroxidfällung, homogene Fällung, Komplexierungsfällung usw. Das größte Merkmal dieser Methode ist, dass die Lösung schnell nukleiert, leicht zu kontrollieren ist, die Ausrüstung einfach ist und hochreine Produkte erzeugen kann. Es ist jedoch schwer zu filtern und leicht zu aggregieren.
2. Hydrothermale Methode: Beschleunigt und verstärkt die Hydrolysereaktion von Ionen unter hohen Temperaturen und Drücken und bildet dispergierte nanokristalline Keime. Mit dieser Methode lassen sich Nanometerpulver mit gleichmäßiger Dispersion und enger Partikelgrößenverteilung gewinnen, allerdings erfordert sie Hochtemperatur- und Hochdruckgeräte, deren Betrieb teuer und unsicher ist.
3. Gelverfahren: Es ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung anorganischer Materialien und spielt eine bedeutende Rolle in der anorganischen Synthese. Bei niedrigen Temperaturen können organometallische Verbindungen oder organische Komplexe durch Polymerisation oder Hydrolyse Sole bilden und unter bestimmten Bedingungen Gele bilden. Durch weitere Wärmebehandlung können ultrafeine Reisnudeln mit größerer spezifischer Oberfläche und besserer Dispersion entstehen. Dieses Verfahren kann unter milden Bedingungen durchgeführt werden und führt zu einem Pulver mit größerer Oberfläche und besserer Dispersion. Die Reaktionszeit ist jedoch lang und dauert mehrere Tage, was die Anforderungen einer industriellen Anwendung erschwert.
4. Festphasenverfahren: Die Hochtemperaturzersetzung erfolgt durch feste Verbindungen oder intermediäre Festphasenreaktionen. Beispielsweise werden Seltenerdnitrat und Oxalsäure durch Festphasenkugelmahlen gemischt, um ein Zwischenprodukt aus Seltenerdoxalat zu bilden. Dieses wird dann bei hohen Temperaturen zersetzt, um ultrafeines Pulver zu erhalten. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Reaktionseffizienz, einfache Ausrüstung und einfache Handhabung aus, das resultierende Pulver weist jedoch eine unregelmäßige Morphologie und eine schlechte Gleichmäßigkeit auf.
Diese Methoden sind nicht einzigartig und möglicherweise nicht vollständig auf die Industrialisierung anwendbar. Es gibt auch viele Herstellungsmethoden, wie z. B. die Methode der organischen Mikroemulsion, Alkoholyse usw.
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Beitragszeit: 06.04.2023