Samarium oksida, juga dikenali sebagai samarium trioksida, adalah sebatian logam bukan organik dengan formula molekul SM2O3. Ia kelihatan sebagai serbuk kuning ringan dan tidak larut dalam air tetapi larut dalam asid. Samarium trioksida terutamanya digunakan untuk penyediaan samarium logam dan bahan organik dan pemangkin lain. Aplikasi terminalnya melibatkan elektronik, industri kimia, perubatan, komunikasi, salutan, dan lain -lain, dan ruang permintaan pasaran adalah luas \ yang digunakan secara meluas dalam bidang elektronik, ia boleh digunakan dalam pembuatan komponen elektronik seperti kapasitor, resistor, induktor, resonator, serta peranti magnetik seperti kepala dan biskut; Dalam bidang kejuruteraan kimia, ia boleh digunakan dalam pembuatan produk kimia seperti pemangkin redoks dan pemangkin pemangkin pemangkin, memainkan peranan dalam meningkatkan kadar tindak balas dan selektiviti; Samarium trioksida adalah salah satu bahan mentah utama untuk menyediakan neodymium doped yttrium aluminium garnet (ND: yag) kristal laser dalam bidang perubatan dan komunikasi.
|
Formula kimia |
O3SM2 |
|
Jisim tepat |
352 |
|
Berat molekul |
349 |
|
m/z |
354 (100.0%), 347 (65.9%), 349 (60.7%), 352 (58.8%), 349 (56.0%), 351 (51.7%), 348 (49.4%), 356 (42.5%), 350 (42.0%), 344 (34.0%), 350 (32.4%), 343 (27.7%), 352 (27.6%), 345 (25.5%), 342 (18.5%), 345 (18.2%), 347 (16.8%), 346 (15.7%), 346 (13.6%), 344 (13.5%), 346 (11.5%), 344 (10.4%), 339 (7.6%), 341 (7.0%), 340 (5.7%), 348 (4.5%), 342 (3.7%) |
|
Analisis Elemental |
O, 13.76; SM, 86. 24 |
|
|
|
|
Samarium oksida (SM2O3) adalah oksida logam bukan organik dengan formula molekul SM ₂ O3. Ia kelihatan sebagai serbuk putih sedikit kekuningan dengan titik lebur 2325 darjah dan ketumpatan 8.35 g/ml (25 darjah). Ia tidak larut dalam air tetapi larut dalam asid, yang memberikan kelebihan unik dalam sintesis kimia dan penyediaan bahan. Dalam industri, produk-produk kemuliaan tinggi terutamanya diperolehi dengan mengekstrak mineral monazit atau campuran nadir bumi melalui pengekstrakan atau kaedah pengekstrakan pelarut, diikuti dengan langkah-langkah seperti pengurangan serbuk zink, pemendakan asid oksalik, dan kalsinasi.
Penyediaan logam samarium dan aplikasinya dalam industri nuklear
Pengeluaran Samarium Logam
Samarium trioksida adalah prekursor utama untuk penyediaan samarium logam. Ia boleh dikurangkan kepada samarium logam dengan kaedah pengurangan terma kalsium (Ca+SM ₂ O ∝ → 2SM+CaO) atau kaedah elektrolisis. Samarium logam digunakan sebagai bahan rod kawalan dalam reaktor nuklear kerana keratan rentas penyerapan neutron yang tinggi dapat menyesuaikan kadar tindak balas nuklear. Sebagai contoh, rod kawalan aloi samarium tungsten digunakan dalam reaktor cepat eksperimen China.
Bahan perisai neutron
Serbuk samarium trioksida boleh tertanam dalam konkrit atau polimer untuk digunakan dalam lapisan pelindung reaktor nuklear. Seksyen penyerapan neutron termalnya mencapai 4080 sasaran en (1 sasaran en =10 ⁻² ⁸ m ²), yang secara berkesan dapat menyerap neutron bocor dan memastikan keselamatan radiasi.
Bahan magnet dan komponen elektronik
Magnet kekal kobalt samarium
SMCO ₅ Bahan magnet kekal boleh disediakan dengan mencampurkan SM ₂ O ∝ dengan serbuk kobalt dalam perkadaran dan sintering. Bahan ini mempunyai produk tenaga magnet sehingga 22 mgoe dan paksaan 20 koe, menjadikannya sesuai untuk persekitaran suhu tinggi seperti sensor enjin penerbangan. Sebagai contoh, sistem kawalan sikap pesawat Boeing 787 menggunakan magnet samarium kobalt.
Sensor magnet
Zarah-zarah nanoscale SM ₂ O ∝ boleh digunakan sebagai bahan penderiaan magnet untuk menyediakan sensor magnet sensitiviti tinggi. Sensor magnetoresistance yang dihasilkan oleh TDK Corporation di Jepun menggunakan anisotropi kristal magnet SM ₂ O3 untuk mencapai pengesanan tepat arah medan geomagnet.
Seramik dan kapasitor elektronik
Kapasitor seramik multilayer (MLCC)
Seramik Barium Titanate (Batio) Doped dengan SM ₂ O ∝ mempunyai pemalar dielektrik lebih dari 5000 dan kestabilan suhu yang lebih baik kepada ± 15% (doping konvensional hanya ± 30%). "Samarium Doped X7R Capacitor" yang dibangunkan oleh pembuatan Murata telah digunakan secara meluas dalam litar RF stesen pangkalan 5G.
Varigor
Seramik komposit ZnO SM ₂ O3 mempunyai ciri -ciri semasa voltan tak linear dan digunakan untuk peranti perlindungan overvoltage. Di Philips Lighting LED Driver Power Supply, jenis varistor ini digunakan untuk mencapai perlindungan lonjakan kilat.
Kaca khas dan bahan optik
Kaca menyerap inframerah
Apabila jumlah doping SM ₂ o ∝ dalam kaca kalsium natrium mencapai 0. 5-2 wt%, ia dapat menyerap cahaya dalam band inframerah pertengahan 3-5 μ m. "Samarium Glass" yang dihasilkan oleh Schott GmbH di Jerman digunakan untuk penutup kokpit pejuang dan mempunyai kedua -dua perlindungan matahari dan fungsi perisai elektromagnet.
Bahan mentah kristal laser
Sebagai dopan CO di Neodymium doped yttrium aluminium garnet (nd: yag) kristal laser, sm ³ ⁺ ion dapat meningkatkan rintangan kristal ke ambang kerosakan cahaya. Laser Perindustrian Tahap Kilowatt yang dihasilkan oleh syarikat Amerika Syarikat mempunyai medium keuntungan yang mengandungi sm ₂ o ∝ co doped nd: yag crystal.
Pemangkinan dan aplikasi kimia
Pemangkin Dehidrasi Ethanol
SM ₂ O3 dimuatkan ke pembawa A - Al ₂ O3 dan memangkinkan dehidrasi etanol untuk menghasilkan etilena pada 300 darjah, dengan kadar penukaran sehingga 92%. "Pemangkin berasaskan Samarium" yang dibangunkan oleh Institut Penyelidikan Sinopec Shanghai telah digunakan di kilang perintis untuk etanol biomassa untuk pengeluaran etilena.
Pembersihan ekzos kereta
SM ₂ O ∝ dan Ketua Pegawai Eksekutif oksida komposit boleh digunakan sebagai bahan penyimpanan oksigen (OSC) untuk meningkatkan kecekapan penukaran pemangkin ternary (TWC). Penukar pemangkin model hibrid Toyota Prius mengandungi SM ₂ O ∝ - CEO ₂ komponen komposit.
Teknologi Frontier dan Trend Pembangunan
Bidang nanomaterials
Paparan titik kuantum: SM ³ ⁺ Doped Cdse Quantum Dots boleh memancarkan lampu merah 600 nm dengan hasil kuantum sebanyak 85%. Pixel merah TV Samsung QD-OLED terbuat dari jenis bahan ini.
Pembawa dadah: Mesoporous SM ₂ O3 nanopartikel (saiz liang 2-5 nm) digunakan untuk penyerahan sasaran ubat antikanser. Penyelidikan oleh Institut Seramik Shanghai, Akademi Sains Cina telah menunjukkan bahawa kapasiti pemuatan dadahnya mencapai 28% dan ia mempunyai biokompatibiliti yang baik.
Teknologi Penyimpanan Tenaga
Elektrolit bateri keadaan pepejal: SM ₂ O ∝ doped li ₇ la ∝ zr ₂ o ₁₂ (llzo) elektrolit pepejal, dengan kekonduksian ion litium meningkat kepada 1.2 × 10 ⁻⁴ s/cm (LLZO konvensional adalah 1 × 10 ⁻⁴ s/cm). CATL telah menjalankan ujian sampel bateri yang berkaitan.
Aplikasi pemulihan alam sekitar
Rawatan Air Sisa: SM ₂ O3/TiO ₂ Photocatalyst komposit boleh merendahkan asid perfluorooctanoic (PFOA). Satu kajian oleh Sekolah Alam Sekitar di Universiti Tsinghua menunjukkan bahawa kadar penyingkiran PFOA mencapai 99.8% selepas 60 minit reaksi di bawah cahaya ultraviolet.
Pemangkinan dan aplikasi kimia
Saiz pasaran global
Trend Pertumbuhan:
Menurut data dari Pusat Penyelidikan Industri Frontier yang baru, pasaran global SM ₂ o ∝ dijangka mencapai 1.28 bilion yuan pada tahun 2023, dan dijangka meningkat kepada 1.85 bilion yuan pada kadar pertumbuhan tahunan sebatian sebanyak 6.2% pada tahun 2029.
Pengagihan Serantau:
China menyumbang lebih daripada 75% daripada kapasiti pengeluaran global (dengan pengeluaran lebih daripada 4000 tan pada tahun 2022), dengan perusahaan utama termasuk Northern Rade Earth dan Minmetals Group; Permintaan di Amerika Utara dan Eropah menyumbang lebih daripada 40%, terutamanya digunakan dalam seramik elektronik dan industri nuklear.
Cabaran dan peluang teknikal
Proses Pembersihan:
Penyediaan sm ₂ o ∝ (lebih besar daripada atau sama dengan 99.99%) masih bergantung pada kaedah pertukaran ion, yang mahal. "Proses Gandingan Pengekstrakan Pengekstrakan Pelarut" yang dibangunkan oleh Institut Changchun Yinghua, Akademi Sains China dapat mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 30%.
Risiko alternatif:
Dysprosium (dy) oksida bersaing dengan SM ₂ O3 dalam beberapa bidang bahan magnet, tetapi SM ₂ O3 masih mempunyai kelebihan dalam kestabilan suhu tinggi (suhu Curie 705 darjah).
Cool tags: Samarium Oxide Cas 12060-58-1, pembekal, pengeluar, kilang, borong, beli, harga, pukal, untuk dijual