ผงแลนทานัมออกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มี CAS 1312-81-8 และสูตรทางเคมี La2O3 โดยปกติจะปรากฏเป็นผงสีขาว ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในกรดและเบส เกิดเป็นเกลือที่สอดคล้องกัน ขนาดอนุภาคของมันมักจะมีตั้งแต่ไม่กี่นาโนเมตรไปจนถึงไม่กี่ร้อยนาโนเมตร และมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ลักษณะที่ปรากฏนี้ทำให้แลนทานัมออกไซด์มีสมรรถนะที่ดีในการใช้งานหลายประเภท ความหนาแน่นประมาณ 5.0 g/cm3 ความหนาแน่นที่สูงขึ้นนี้บ่งบอกถึงความหนาแน่นและความเสถียรสูง ซึ่งเป็นประโยชน์ในการเตรียมและการแปรรูปวัสดุ เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งค่าการนำไฟฟ้าได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างผลึกและอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ ความต้านทานของมันจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี คุณสมบัติทางไฟฟ้านี้ทำให้แลนทานัมออกไซด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและสามารถนำมาใช้ในสาขาชีวการแพทย์ได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เป็นพาหะยาและวัสดุปล่อยยาได้ เช่นเดียวกับในด้านต่างๆ เช่น การสร้างภาพทางชีวภาพและวิศวกรรมเนื้อเยื่อ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพนี้ทำให้มีแนวโน้มการใช้งานในวงกว้างในด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์
|
สูตรเคมี |
ลา2โอ3 |
|
มวลที่แน่นอน |
326 |
|
น้ำหนักโมเลกุล |
326 |
|
m/z |
326 (100.0%) |
|
การวิเคราะห์องค์ประกอบ |
ลา 85.27; อ.14.73น |
|
|
|
จุดหลอมเหลว 2315 องศา C, จุดเดือด 4200 องศา C, ความหนาแน่น 6.51 g/ml ที่ 25 องศา C (สว่าง), จุดวาบไฟ 4200 องศา C, สภาพการเก็บรักษาไม่มีข้อจำกัด, สัณฐานวิทยา ผงนาโน, สี ขาวถึงเหลือง, ความถ่วงจำเพาะ 6.51, ค่า PH 9.0 (50 กรัม/ลิตร, H2O, 20 องศา ) (สารละลาย), ความสามารถในการละลายน้ำ, ความไวแสง ดูดความชื้น, เมอร์ค 14,5363 เสถียร
ผงแลนทานัมออกไซด์เนื่องจากเป็นธาตุหายากออกไซด์ที่สำคัญ ได้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่ไม่สามารถทดแทนได้ในหลายสาขา เช่น วัสดุเชิงแสง อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ พลังงานใหม่ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และชีวเวชศาสตร์ เนื่องจากความเสถียรทางแสง ไฟฟ้า ตัวเร่งปฏิกิริยา และความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ ต่อไปนี้จะสรุปสถานการณ์การใช้งานและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจากแปดมิติอย่างเป็นระบบ
การพัฒนาที่สำคัญของแลนทานัมออกไซด์ในแบตเตอรี่โซลิด- การจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจน และแผงเซลล์แสงอาทิตย์กำลังขับเคลื่อนวิวัฒนาการของเทคโนโลยีพลังงานไปสู่ประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่สูงขึ้น
อิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตต
แลนทานัมออกไซด์ระดับนาโน (ขนาดอนุภาค<50 nm) is doped as a functional filler into sulfide solid electrolytes (such as Li ∝ PS ₄), which can form fast lithium ion transport channels at grain boundaries, increasing the ion conductivity from 10 ⁻⁴ S/cm to 10 ⁻² S/cm, and reducing the electrode electrolyte interface impedance from 1000 Ω· cm ² to below 100 Ω· cm ². The solid-state battery produced by Toyota in 2025 adopts this technology, with an energy density of 400 Wh/kg and a charging time shortened to 10 minutes.
วัสดุกักเก็บพลังงานไฮโดรเจน
โลหะผสมที่มีแมกนีเซียมเจือด้วยแลนทานัมออกไซด์ (La ₀ ₅Mg₂ ความสามารถในการกักเก็บไฮโดรเจนที่ ₅ Ni สามารถเข้าถึง 3.8 โดยน้ำหนัก% ที่ 300 องศา ซึ่งสูงกว่าแมกนีเซียมบริสุทธิ์ 50% และจลนพลศาสตร์การดูดซับและการปลดปล่อยไฮโดรเจนได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งตอบสนองความต้องการการชาร์จและการปล่อยไฮโดรเจนอย่างรวดเร็วในสถานีเติมเชื้อเพลิงยานพาหนะที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิง
เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสกี้
ชั้นการขนส่งอิเล็กตรอนของไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO ₂) ที่ดัดแปลงด้วยแลนทานัมออกไซด์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเซลล์เพอรอฟสไกต์จาก 22% เป็น 25% ในขณะเดียวกันก็ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์จาก 1,000 ชั่วโมงเป็น 5,000 ชั่วโมง ซึ่งส่งเสริมความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีต้นทุนต่ำและมีเสถียรภาพสูง
คุณลักษณะความเป็นด่างสูงและตำแหน่งว่างของออกซิเจนของแลนทานัมออกไซด์ทำให้สามารถฟอกไอเสียรถยนต์ การเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรม และการสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้ดีเยี่ยม
ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางไอเสียรถยนต์-
ตัวเร่งปฏิกิริยา Pt Pd Rh เจือด้วยผงแลนทานัมออกไซด์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลง CO, HC และ NOx ได้มากกว่า 99%, 98% และ 95% ตามลำดับ พร้อมลดอุณหภูมิการจุดระเบิดจาก 250 องศาเป็น 180 องศา เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยก๊าซ VI แห่งชาติ ภายในปี 2568 ความต้องการแลนทานัมออกไซด์ทั่วโลกในตลาดตัวเร่งปฏิกิริยายานยนต์จะสูงถึง 12,000 ตัน คิดเป็น 40% ของการบริโภคทั้งหมด
การมีเพศสัมพันธ์แบบออกซิเดชันของมีเทนเพื่อผลิตเอทิลีน
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชัน La ₂ O ∝ - Na ₂ O สามารถบรรลุอัตราการแปลงมีเทนที่ 30% และความสามารถในการคัดเลือกเอทิลีนมากกว่า 60% ที่ 800 องศา ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานลงได้ 40% เมื่อเทียบกับกระบวนการแยกก๊าซมีเทนแบบดั้งเดิม ซึ่งทำให้เกิด-เส้นทางการผลิตคาร์บอนต่ำสำหรับอุตสาหกรรมเอทิลีน
CO ₂ การเติมไฮโดรเจนเพื่อผลิตเมทานอล
ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงสังกะสีอลูมิเนียม (Cu Zn Al) ที่ดัดแปลงด้วยแลนทานัมออกไซด์สามารถบรรลุอัตราการแปลงผ่านครั้งเดียวที่ 35% สำหรับ CO ₂ และการเลือกเมทานอล 90% ที่ 250 องศาและ 5 MPa ซึ่งให้การสนับสนุนวัสดุหลักสำหรับเทคโนโลยีการดักจับและการใช้คาร์บอน (CCU)
ประสิทธิภาพการดูดซับและกิจกรรมโฟโตคะตะไลติกของแลนทานัมออกไซด์ทำให้มีบทบาทสำคัญในการบำบัดน้ำเสีย การทำให้อากาศบริสุทธิ์ และการฟื้นฟูดิน
การย่อยสลายด้วยแสงของสารประกอบอินทรีย์
ตัวเร่งปฏิกิริยาคอมโพสิต La ₂ O ∝/TiO ₂ มีอัตราการย่อยสลายมากกว่า 99% สำหรับ Rhodamine B ภายใต้การฉายรังสีที่มองเห็นได้ และประสิทธิภาพควอนตัมเพิ่มขึ้นเป็น 15% ซึ่งสูงกว่า TiO ₂ บริสุทธิ์ถึง 5 เท่า สามารถใช้สำหรับการบำบัดน้ำเสียจากการพิมพ์และการย้อมสีและน้ำเสียขั้นกลางทางเภสัชกรรมอย่างล้ำลึก
การควบคุมมลพิษทางอากาศ
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แมงกานีสเจือด้วยแลนทานัมออกไซด์ (La-Mn-O) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลง NOx เป็น N ₂ เป็น 95% ที่ 200 องศา ขณะเดียวกันก็ควบคุมการสร้าง N ₂ O ด้วยผลิตภัณฑ์-ที่ต่ำกว่า 0.5% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนด-การปล่อยก๊าซที่ต่ำมากของอุตสาหกรรมเหล็กและซีเมนต์
สังเคราะห์ผงแลนทานัมออกไซด์:
วิธีการสกัดเพื่อสังเคราะห์แลนทานัมออกไซด์เป็นกระบวนการแยกแลนทานัมออกจากสารละลายไนเตรตของธาตุหายาก ด้วยการใช้สารสกัดที่เหมาะสมและขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมา แลนทานัมจึงสามารถแยกออกจากธาตุหายากอื่นๆ ได้สำเร็จ
การเตรียมวัตถุดิบ
วัตถุดิบของวิธีนี้คือสารละลายแรร์เอิร์ธไนเตรตที่บำบัดด้วยการกำจัดซีเรียม ซึ่งมี La2O3 ประมาณ 50% ปริมาณ CeO2 ปริมาณเล็กน้อย Pr6O11 6-7% และ Nd2O3 30% ในการเตรียมสารละลาย จำเป็นต้องทำปฏิกิริยาออกไซด์ของธาตุหายากกับกรดไนตริกเพื่อสร้างไนเตรตของธาตุหายากที่สอดคล้องกัน สูตรปฏิกิริยาเคมีเฉพาะมีดังนี้:
ลา2O3 + 6เอชเอ็นโอ3→ 2ลา(หมายเลข3)3 + 3H2O
ซีโอ2 + 4เอชเอ็นโอ3→ ซี(หมายเลข3)4 + 2H2O
ปร6O11 + 22เอชเอ็นโอ3→ 6Pr(เลขที่3)3 + 11H2O
Nd2O3 + 6เอชเอ็นโอ3→ ที่ 2(หมายเลข3)3 + 3H2O
การเตรียมสารละลาย
ผสมไนเตรตของธาตุหายากที่ได้รับในสัดส่วนที่กำหนดเพื่อเตรียม Σ สารละลายไนเตรตของธาตุหายากที่มีปริมาณ 320-330 กรัม/ลิตร Rxoy วิธีการเตรียมเฉพาะคือการชั่งน้ำหนักไนเตรตของธาตุหายากต่างๆ ตามสัดส่วนที่ต้องการ เติมลงในน้ำปราศจากไอออน คนให้เข้ากันจนละลาย จากนั้นปรับค่า pH ให้เป็นกลาง และสุดท้ายกำหนดปริมาตรให้เป็นปริมาตรที่ต้องการ
การแยกการสกัด
ไดเมทิลเมทิลฟอสโฟเนต (P350) และระบบน้ำมันก๊าด P350 ของสารสกัดฟอสฟีนเป็นกลางถูกนำมาใช้ในการสกัดและแยก หลักการของการแยกการสกัดคือการใช้ความแตกต่างในความสามารถในการละลายของธาตุหายากต่างๆ ในสารสกัด และบรรลุการแยกแลนทานัมจากธาตุหายากอื่นๆ ผ่านการสกัดหลาย-ขั้นตอน ขั้นตอนการสกัดและแยกเฉพาะมีดังนี้:
(1) ผสมสารละลายแรร์เอิร์ธไนเตรตที่เตรียมไว้กับระบบน้ำมันก๊าด P350 คนให้เข้ากัน และปล่อยให้สารสกัดสัมผัสกับสารละลายอย่างเต็มที่
(2) หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง แลนทานัมไอออนในสารสกัดจะเกิดปฏิกิริยาเชิงซ้อนกับ P350 ก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนที่สามารถละลายได้ในน้ำมันก๊าด ในขณะที่ไอออนของธาตุหายากอื่นๆ จะยังคงอยู่ในสถานะที่เป็นน้ำ สูตรปฏิกิริยาเคมีเฉพาะมีดังนี้:
ลา(หมายเลข3)3 + 3C3H9O3P → ลา(ค3H9O3P)3 + 3เอชเอ็นโอ3
การซักและการสกัดแบบย้อนกลับ
ในการกำจัดไอออนของธาตุหายากและไอออนที่ไม่บริสุทธิ์ออกจากเฟสน้ำมันก๊าด จำเป็นต้องล้างและแยกเฟสน้ำมันก๊าดออก ขั้นตอนการซักและการสกัดแบบย้อนกลับเฉพาะมีดังนี้:
(1) ล้างเฟสน้ำมันก๊าดด้วยน้ำปราศจากไอออนเพื่อกำจัดไอออนของธาตุหายากและไอออนที่ไม่บริสุทธิ์ออกจากเฟสที่เป็นน้ำ
(2) ใช้กรดไนตริกเจือจางเพื่อย้อนกลับการแยกเฟสน้ำมันก๊าดที่ถูกชะล้าง ปล่อยให้แลนทานัมไอออนถ่ายโอนกลับเข้าสู่เฟสที่เป็นน้ำ ในขณะที่ไอออนของธาตุหายากอื่นๆ ยังคงอยู่ในเฟสน้ำมันก๊าด สูตรปฏิกิริยาเคมีเฉพาะมีดังนี้:
ลา(ค3H9O3P)3 + 3เอชเอ็นโอ3→ ลา(หมายเลข3)3 + 3C3H9O3P
การวางตัวเป็นกลางของแอมโมเนียและการตกตะกอนของกรดออกซาลิก
สารละลายแลนทานัมไนเตรตที่ได้รับจะต้องผ่านการบำบัดการทำให้เป็นกลางของแอมโมเนียเพื่อเพิ่มค่า pH เป็น 8-9 จากนั้นจึงเติมแอมโมเนียมออกซาเลตสำหรับการตกตะกอน สูตรปฏิกิริยาเคมีเฉพาะมีดังนี้:
ลา(หมายเลข3)3 + เอ็นเอช4OH → ลา (OH)3↓+ เอ็นเอช4เลขที่3
ลา(OH)3 + H2C2O4→ ลาซี2O4 ↓+ 3H2O
การกรองและการเผาไหม้
กรองตะกอนแลนทานัมออกซาเลตที่ได้รับเพื่อกำจัดไอออนที่ไม่บริสุทธิ์ออกจากสารละลาย จากนั้นตะกอนแลนทานัมออกซาเลตที่ผ่านการกรองจะถูกบำบัดด้วยการเผาไหม้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของแลนทานัมออกไซด์ สูตรปฏิกิริยาเคมีเฉพาะมีดังนี้:
ลาซี2O4→ ลา2O3 + CO2↑+CO ↑
ข้างต้นคือขั้นตอนโดยละเอียดและสูตรปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องของวิธีนี้ ด้วยวิธีการนี้ แลนทานัมสามารถแยกออกจากธาตุหายากอื่นๆ ได้สำเร็จ และได้รับผลิตภัณฑ์แลนทานัมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-
ป้ายกำกับยอดนิยม: ผงแลนทานัมออกไซด์ cas 1312-81-8, ซัพพลายเออร์, ผู้ผลิต, โรงงาน, ขายส่ง, ซื้อ, ราคา, จำนวนมาก, ขาย