অতি সূক্ষ্ম বিরল আর্থ অক্সাইডের প্রস্তুতি

এর প্রস্তুতিঅতি সূক্ষ্ম বিরল আর্থ অক্সাইড

অতি সূক্ষ্ম বিরল আর্থ যৌগগুলির সাধারণ কণার আকারের বিরল পৃথিবীর যৌগের তুলনায় ব্যাপক পরিসরের ব্যবহার রয়েছে এবং বর্তমানে সেগুলি নিয়ে আরও গবেষণা চলছে। পদার্থের একত্রীকরণ অবস্থা অনুসারে প্রস্তুতির পদ্ধতিগুলিকে কঠিন ফেজ পদ্ধতি, তরল ফেজ পদ্ধতি এবং গ্যাস ফেজ পদ্ধতিতে ভাগ করা হয়েছে। বর্তমানে, তরল ফেজ পদ্ধতিটি বিরল পৃথিবীর যৌগগুলির অতি সূক্ষ্ম পাউডার প্রস্তুত করতে গবেষণাগার এবং শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটিতে প্রধানত বৃষ্টিপাত পদ্ধতি, সল জেল পদ্ধতি, হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি, টেমপ্লেট পদ্ধতি, মাইক্রোইমালসন পদ্ধতি এবং অ্যালকিড হাইড্রোলাইসিস পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যার মধ্যে বৃষ্টিপাত পদ্ধতি শিল্প উত্পাদনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।

বৃষ্টিপাতের পদ্ধতি হল বৃষ্টিপাতের জন্য ধাতব লবণের দ্রবণে প্রিপিপিট্যান্ট যোগ করা এবং তারপর পাউডার পণ্যগুলি পেতে ফিল্টার, ধোয়া, শুকানো এবং তাপ পচানো। এতে প্রত্যক্ষ বৃষ্টিপাত পদ্ধতি, অভিন্ন বৃষ্টিপাত পদ্ধতি এবং সমবায় পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। সাধারণ বৃষ্টিপাত পদ্ধতিতে, বিরল আর্থ অক্সাইড এবং উদ্বায়ী অ্যাসিড র‌্যাডিকেলযুক্ত বিরল আর্থ সল্ট 3-5 μm কণার আকার সহ বর্ষণকে পুড়িয়ে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 10 ㎡/g এর কম এবং বিশেষ ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের অধিকারী নয়। অ্যামোনিয়াম কার্বনেট বৃষ্টিপাত পদ্ধতি এবং অক্সালিক অ্যাসিড বৃষ্টিপাত পদ্ধতি বর্তমানে সাধারণ অক্সাইড পাউডার তৈরির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতি, এবং যতক্ষণ না বৃষ্টিপাত পদ্ধতির প্রক্রিয়ার শর্তগুলি পরিবর্তিত হয়, ততক্ষণ তারা অতি সূক্ষ্ম বিরল আর্থ অক্সাইড পাউডার প্রস্তুত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গবেষণায় দেখা গেছে যে অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেট বৃষ্টিপাত পদ্ধতিতে বিরল পৃথিবীর অতি সূক্ষ্ম পাউডারের কণার আকার এবং রূপবিদ্যাকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণগুলির মধ্যে রয়েছে দ্রবণে বিরল পৃথিবীর ঘনত্ব, বৃষ্টিপাতের তাপমাত্রা, বৃষ্টিপাতের এজেন্ট ঘনত্ব ইত্যাদি। বিরল পৃথিবীর ঘনত্ব। সমাধান হল অভিন্নভাবে বিচ্ছুরিত অতি সূক্ষ্ম পাউডার গঠনের চাবিকাঠি। উদাহরণস্বরূপ, Y2O3 প্রস্তুত করার জন্য Y3+ বৃষ্টিপাতের পরীক্ষায়, যখন বিরল পৃথিবীর ভর ঘনত্ব 20~30g/L (Y2O3 দ্বারা গণনা করা হয়), বৃষ্টিপাত প্রক্রিয়াটি মসৃণ হয় এবং কার্বনেট বৃষ্টিপাত থেকে প্রাপ্ত ইট্রিয়াম অক্সাইড অতি সূক্ষ্ম পাউডার শুকানো এবং বার্ন ছোট, অভিন্ন, এবং বিচ্ছুরণ ভাল।

রাসায়নিক বিক্রিয়ায়, তাপমাত্রা একটি নির্ধারক ফ্যাক্টর। উপরের পরীক্ষাগুলিতে, যখন তাপমাত্রা 60-70 ℃ হয়, তখন বৃষ্টিপাত ধীর হয়, পরিস্রাবণ দ্রুত হয়, কণাগুলি আলগা এবং অভিন্ন হয় এবং তারা মূলত গোলাকার হয়; যখন প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 50 ℃ এর নিচে থাকে, তখন বৃষ্টিপাত দ্রুত হয়, আরও শস্য এবং ছোট কণার আকারের সাথে। প্রতিক্রিয়া চলাকালীন, CO2 এবং NH3 ওভারফ্লোয়ের পরিমাণ কম হয় এবং বৃষ্টিপাত একটি আঠালো আকারে হয়, যা পরিস্রাবণ এবং ধোয়ার জন্য উপযুক্ত নয়। ইট্রিয়াম অক্সাইডে পুড়ে যাওয়ার পরে, এখনও অবরুদ্ধ পদার্থ রয়েছে যা গুরুতরভাবে জড়ো হয় এবং কণার আকার বড় হয়। অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেটের ঘনত্ব ইট্রিয়াম অক্সাইডের কণার আকারকেও প্রভাবিত করে। যখন অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেটের ঘনত্ব 1mol/L এর কম হয়, তখন প্রাপ্ত ইট্রিয়াম অক্সাইড কণার আকার ছোট এবং অভিন্ন হয়; যখন অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেটের ঘনত্ব 1mol/L ছাড়িয়ে যায়, তখন স্থানীয়ভাবে বৃষ্টিপাত ঘটবে, যার ফলে জমাট বাঁধবে এবং বড় কণার সৃষ্টি হবে। উপযুক্ত অবস্থার অধীনে, 0.01-0.5 এর একটি কণার আকার μM অতি সূক্ষ্ম ইট্রিয়াম অক্সাইড পাউডার পাওয়া যেতে পারে।

অক্সালেট রেসিপিটেশন পদ্ধতিতে, অক্সালিক অ্যাসিড দ্রবণটি ড্রপওয়াইজে যোগ করা হয় এবং প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া চলাকালীন একটি ধ্রুবক pH মান নিশ্চিত করার জন্য অ্যামোনিয়া যোগ করা হয়, যার ফলে কণার আকার 1 μM এর কম ইট্রিয়াম অক্সাইড পাউডার হয়। প্রথমে, ইট্রিয়াম হাইড্রোক্সাইড কলয়েড পেতে অ্যামোনিয়া জলের সাথে ইট্রিয়াম নাইট্রেটের দ্রবণকে প্রক্ষেপণ করুন এবং তারপরে এটিকে অক্সালিক অ্যাসিড দ্রবণ দিয়ে রূপান্তর করুন যাতে m এর 1 μY2O3 পাউডারের কম কণার আকার পাওয়া যায়। 0.25-0.5mol/L ঘনত্ব সহ Y3+ দ্রবণে EDTA যোগ করুন, অ্যামোনিয়া জল দিয়ে pH-কে 9 এ সামঞ্জস্য করুন, অ্যামোনিয়াম অক্সালেট যোগ করুন এবং 1-8mL/ হারে একটি 3mol/L HNO3 দ্রবণ ড্রিপ করুন। pH=2 তে বৃষ্টিপাত সম্পূর্ণ না হওয়া পর্যন্ত 50 ℃ এ মিনিট। 40-100nm কণা আকার সহ Yttrium অক্সাইড পাউডার প্রাপ্ত করা যেতে পারে।

প্রস্তুতির প্রক্রিয়া চলাকালীনঅতি সূক্ষ্ম বিরল আর্থ অক্সাইডবৃষ্টিপাতের পদ্ধতিতে, বিভিন্ন মাত্রার সংমিশ্রণ ঘটতে পারে। অতএব, প্রস্তুতির প্রক্রিয়া চলাকালীন, মধ্যবর্তী পণ্যগুলিকে সম্পূর্ণরূপে ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য, পিএইচ মান সামঞ্জস্য করে, বিভিন্ন প্রিপিপিট্যান্ট ব্যবহার করে, বিচ্ছুরণকারী যোগ করে এবং অন্যান্য পদ্ধতিগুলিকে কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। তারপরে, উপযুক্ত শুকানোর পদ্ধতি নির্বাচন করা হয়, এবং অবশেষে, ভালভাবে বিচ্ছুরিত বিরল আর্থ যৌগ অতি সূক্ষ্ম পাউডারগুলি ক্যালসিনেশনের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়।