D'Extraktioun, d'Virbereedung an d'sécher Lagerung vunGadoliniumoxid (Gd₂O₃)sinn wichteg Aspekter vun der Veraarbechtung vu seltenen Äerdelementer. Déi folgend ass eng detailléiert Beschreiwung:
Extraktiounsmethod vu Gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid gëtt normalerweis aus seltenen Äerdäerzer gewonnen, déi Gadolinium enthalen, üblech Äerzer sinn Monazit a Bastnäsit. Den Extraktiounsprozess ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Schrëtt:
1. Äerzzersetzung:
De seltenen Äerdäerz gëtt duerch eng sauer oder alkalesch Method ofgebaut.
Säuremethod: Behandelt d'Äerz mat konzentréierter Schwefelsäure oder Salzsäure, fir déi selten Äerdelementer a löslech Salzer ëmzewandelen.
Alkalesch Method: Benotzt Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid fir d'Äerz bei héijer Temperatur ze schmëlzen, fir déi selten Äerdelementer an Hydroxide ëmzewandelen.
2. Trennung vun seltenen Äerdmetaller:
Gadolinium vu gemëschte Léisunge vun seltenen Äerdmetaller duerch Léisungsmëttelextraktioun oder Ionenaustausch trennen.
Léisungsmëttelextraktiounsmethod: Benotzt organesch Léisungsmëttel (wéi Tributylphosphat) fir selektiv Gadoliniumionen ze extrahéieren.
Ionenaustauschmethod: Benotzt Ionenaustauschharz fir Gadoliniumionen ze trennen.
3. Reinigung vu Gadolinium:
Duerch méifach Extraktiounen oder Ionenaustausch ginn aner rar Äerdelementer an Ongereinheeten ewechgeholl, fir héichreine Gadoliniumverbindungen (wéi Gadoliniumchlorid oder Gadoliniumnitrat) ze kréien.
4. Ëmwandlung zu Gadoliniumoxid:
Déi gereinegt Gadoliniumverbindung (wéi Gadoliniumnitrat oder Gadoliniumoxalat) gëtt bei héijer Temperatur kalzinéiert fir ze zersetzen a Gadoliniumoxid ze generéieren.
Reaktiounsbeispill: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Virbereedungsmethod vu Gadoliniumoxid
1. Héichtemperaturkalzinatiounsmethod:
Calcinéiert Gadoliniumsalzer (wéi Gadoliniumnitrat, Gadoliniumoxalat oder Gadoliniumkarbonat) bei héijer Temperatur (iwwer 800 °C) fir ze zersetzen a Gadoliniumoxid ze generéieren.
Dëst ass déi am meeschte verbreet Virbereedungsmethod a gëeegent fir grouss Produktioun.
2. Hydrothermal Method:
Gadoliniumoxid-Nanopartikel ginn duerch d'Reaktioun vu Gadoliniumsalzer mat alkalische Léisungen ënner hydrothermesche Konditiounen mat héijer Temperatur an héijem Drock generéiert.
Dës Method kann héichreine Gadoliniumoxid mat enger eenheetlecher Partikelgréisst hierstellen.
3. Sol-Gel Method:
Gadoliniumsalzer ginn mat organesche Virgänger (wéi Zitrounesaier) gemëscht fir e Sol ze bilden, deen dann geliéiert, gedréchent a kalzinéiert gëtt fir Gadoliniumoxid ze kréien.
Dës Method ass gëeegent fir d'Virbereedung vun Gadoliniumoxidpulver op Nanoskala.
Sécher Lagerkonditioune vu Gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid ass relativ stabil bei Raumtemperatur, awer déi folgend Lagerkonditioune sollten trotzdem berécksiichtegt ginn, fir d'Sécherheet an d'Materialleistung ze garantéieren:
1. Feuchtigkeitsbeständeg:
Gadoliniumoxid huet e gewësse Grad un Hygroskopizitéit a soll an enger dréchener Ëmwelt gelagert ginn, fir Kontakt mat Fiichtegkeet ze vermeiden.
Et ass recommandéiert, e versiegelten Behälter ze benotzen an en Trocknungsmëttel (wéi z.B. Kieselgel) derbäizesetzen.
2. Liichtbeständeg:
Gadoliniumoxid ass empfindlech op Liicht, a laangfristeg Belaaschtung mat staarkem Liicht kann seng Leeschtung beaflossen.
Soll op enger killen, donkeler Plaz gelagert ginn.
3. Temperaturkontroll:
D'Lagertemperatur soll am Beräich vun der Raumtemperatur (15-25 °C) geregelt ginn, wouduerch héich oder niddreg Temperaturen vermeit ginn.
Héich Temperatur kann strukturell Verännerungen am Gadoliniumoxid verursaachen, an niddreg Temperatur kann Hygroskopizitéit verursaachen.
4. Kontakt mat Säure vermeiden:
Gadoliniumoxid ass en alkalischen Oxid a reagéiert hefteg mat Säure.
Wärend der Lagerung vun sauren Substanzen ewech halen.
5. Stëbs verhënneren:
Gadoliniumoxidpulver kann d'Atmungstrakt an d'Haut irritéieren.
Benotzt versiegelt Behälter beim Lagern a drot Schutzausrüstung (wéi Masken a Handschuesch) beim Ëmgang.
IV. Virsiichtsmoossnamen
1. Toxizitéit:Gadoliniumoxid selwer ass niddreg an der Gëftegkeet, awer säi Stëbs kann d'Atmungstrakt an d'Haut irritéieren, dofir sollt direkten Kontakt vermeit ginn.
2. Offallentsuergung:Gadoliniumoxid-Offall soll recycléiert oder behandelt ginn, am Aklang mat de Reglementer fir d'Handhabung vu geféierleche Chemikalien, fir Ëmweltverschmotzung ze vermeiden.
Duerch déi uewe genannten Extraktiouns-, Virbereedungs- a Lagerungsmethoden kann héichwäerteg Gadoliniumoxid effizient a sécher gewonnen ginn, fir seng Bedierfnesser an de Beräicher vu magnéitesche Materialien, opteschen Apparater, medizinescher Bildgebung usw. ze decken.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 28. Februar 2025