जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: डिस्प्रोसियम

डिस्प्रोसियम,प्रतीक Dy और परमाणु संख्या 66 है। यह एकदुर्लभ पृथ्वी तत्वधातुई चमक के साथ। डिस्प्रोसियम कभी भी प्रकृति में एक एकल पदार्थ के रूप में नहीं पाया गया है, हालांकि यह यिट्रियम फॉस्फेट जैसे विभिन्न खनिजों में मौजूद है।

क्रस्ट में डिस्प्रोसियम की प्रचुरता 6 पीपीएम है, जो कि इससे कम है

yttriumभारी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में। इसे अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में भारी माना जाता है

यह एक दुर्लभ मृदा तत्व है और इसके अनुप्रयोग के लिए एक अच्छा संसाधन आधार प्रदान करता है।

अपनी प्राकृतिक अवस्था में डिस्प्रोसियम सात समस्थानिकों से बना होता है, जिनमें सबसे प्रचुर मात्रा में 164 Dy होता है।

डिस्प्रोसियम की खोज सबसे पहले पॉल अचिलेक डी बोस्पोलैंड ने 1886 में की थी, लेकिन 1950 के दशक में आयन एक्सचेंज तकनीक के विकास के बाद ही इसे पूरी तरह से अलग किया जा सका। डिस्प्रोसियम के अपेक्षाकृत कम अनुप्रयोग हैं क्योंकि इसे अन्य रासायनिक तत्वों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है।

घुलनशील डिस्प्रोसियम लवणों में हल्की विषाक्तता होती है, जबकि अघुलनशील लवणों को गैर विषैला माना जाता है।

इतिहास की खोज

खोजकर्ता: एल. बोइसबौड्रन, फ्रांसीसी

1886 में फ्रांस में खोजा गया

मोसेंडर के अलग होने के बादएर्बियमपृथ्वी औरटर्बियम1842 में यिट्रियम पृथ्वी से पृथ्वी को अलग करने के बाद, कई रसायनज्ञों ने वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग करके यह पहचानने और निर्धारित करने के लिए किया कि वे किसी तत्व के शुद्ध ऑक्साइड नहीं थे, जिसने रसायनज्ञों को उन्हें अलग करना जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया। होल्मियम के पृथक्करण के सात साल बाद, 1886 में, बुवाबाद्रैंड ने इसे आधे में विभाजित किया और होल्मियम को बनाए रखा, दूसरे को डिस्प्रोसियम नाम दिया, जिसका तत्व प्रतीक Dy था। यह शब्द ग्रीक शब्द डिस्प्रोसिटोस से आया है और इसका अर्थ है 'प्राप्त करना कठिन'। डिस्प्रोसियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की खोज के साथ, दुर्लभ पृथ्वी तत्व खोज के तीसरे चरण का दूसरा भाग पूरा हो गया है।

इलेक्ट्रॉन विन्यास

इलेक्ट्रॉनिक लेआउट:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10

आइसोटोप

अपनी प्राकृतिक अवस्था में, डिस्प्रोसियम सात समस्थानिकों से बना होता है: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy और 164Dy। 1 * 1018 वर्षों से अधिक के अर्ध-जीवन के साथ 156Dy क्षय के बावजूद ये सभी स्थिर माने जाते हैं। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिकों में, 164Dy 28% के साथ सबसे प्रचुर मात्रा में है, उसके बाद 162Dy 26% के साथ दूसरे स्थान पर है। सबसे कम पर्याप्त 156Dy, 0.06% है। 29 रेडियोधर्मी समस्थानिकों को भी संश्लेषित किया गया है, जो परमाणु द्रव्यमान के संदर्भ में 138 से 173 तक हैं। सबसे स्थिर 154Dy है जिसका अर्ध-जीवन लगभग 3106 वर्ष है, उसके बाद 159Dy है जिसका अर्ध-जीवन 144.4 दिन है। सबसे अस्थिर 138 Dy है जिसका आधा जीवन 200 मिलीसेकंड है। 154Dy मुख्य रूप से अल्फा क्षय के कारण होता है, जबकि 152Dy और 159Dy क्षय मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन कैप्चर के कारण होता है।

धातु

डिस्प्रोसियम में धातु जैसी चमक और चमकीली चांदी जैसी चमक होती है। यह काफी मुलायम होता है और अगर ज़्यादा गरम होने से बचा जाए तो बिना चिंगारी के मशीनिंग की जा सकती है। डिस्प्रोसियम के भौतिक गुण अशुद्धियों की थोड़ी सी मात्रा से भी प्रभावित होते हैं। डिस्प्रोसियम और होल्मियम में सबसे ज़्यादा चुंबकीय शक्ति होती है, खास तौर पर कम तापमान पर। एक साधारण डिस्प्रोसियम फेरोमैग्नेट 85 K (-188.2 C) से नीचे और 85 K (-188.2 C) से ऊपर के तापमान पर एक हेलिकल एंटीफेरोमैग्नेटिक अवस्था बन जाता है, जहाँ सभी परमाणु एक खास पल में निचली परत के समानांतर होते हैं और एक निश्चित कोण पर आसन्न परतों का सामना करते हैं। यह असामान्य एंटीफेरोमैग्नेटिज्म 179 K (-94 C) पर अव्यवस्थित (पैरामैग्नेटिक) अवस्था में बदल जाता है।

आवेदन पत्र:

(1) नियोडिमियम आयरन बोरॉन स्थायी चुंबक के लिए एक योजक के रूप में, इस प्रकार के चुंबक में लगभग 2-3% डिस्प्रोसियम जोड़ने से इसकी सहनशीलता में सुधार हो सकता है। अतीत में, डिस्प्रोसियम की मांग अधिक नहीं थी, लेकिन नियोडिमियम आयरन बोरॉन मैग्नेट की बढ़ती मांग के साथ, यह लगभग 95-99.9% के ग्रेड के साथ एक आवश्यक योजक तत्व बन गया, और मांग भी तेजी से बढ़ रही है।

(2) डिस्प्रोसियम का उपयोग फॉस्फोर के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, और त्रिसंयोजक डिस्प्रोसियम एकल उत्सर्जन केंद्र तिरंगा ल्यूमिनसेंट सामग्रियों के लिए एक आशाजनक सक्रिय आयन है। यह मुख्य रूप से दो उत्सर्जन बैंडों से बना है, एक पीला उत्सर्जन है, और दूसरा नीला उत्सर्जन है। डिस्प्रोसियम डोप्ड ल्यूमिनसेंट सामग्रियों का उपयोग तिरंगा फॉस्फोर के रूप में किया जा सकता है।

(3) डिस्प्रोसियम बड़े मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव मिश्र धातु टेरफेनॉल की तैयारी के लिए एक आवश्यक धातु कच्चा माल है, जो सटीक यांत्रिक आंदोलनों को प्राप्त करने में सक्षम हो सकता है।

(4)डिस्प्रोसियम धातु इसका उपयोग उच्च रिकॉर्डिंग गति और पठन संवेदनशीलता के साथ मैग्नेटो-ऑप्टिकल भंडारण सामग्री के रूप में किया जा सकता है।

(5) डिस्प्रोसियम लैंप की तैयारी के लिए, डिस्प्रोसियम लैंप में इस्तेमाल किया जाने वाला कार्यशील पदार्थ डिस्प्रोसियम आयोडाइड है। इस प्रकार के लैंप में उच्च चमक, अच्छा रंग, उच्च रंग तापमान, छोटे आकार और स्थिर चाप जैसे फायदे हैं। इसका उपयोग फिल्मों, मुद्रण और अन्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में किया गया है।

(6) डिस्प्रोसियम तत्व के बड़े न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के कारण, इसका उपयोग परमाणु ऊर्जा उद्योग में न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रा को मापने या न्यूट्रॉन अवशोषक के रूप में किया जाता है।

(7) Dy3Al5O12 का उपयोग चुंबकीय प्रशीतन के लिए चुंबकीय कार्यशील पदार्थ के रूप में भी किया जा सकता है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, डिस्प्रोसियम के अनुप्रयोग क्षेत्र का विस्तार और विस्तार जारी रहेगा।

(8) डिस्प्रोसियम यौगिक नैनोफाइबर में उच्च शक्ति और सतह क्षेत्र होता है, इसलिए उनका उपयोग अन्य सामग्रियों को मजबूत करने या उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। DyBr3 और NaF के जलीय घोल को 450 बार दबाव पर 17 घंटे तक 450 ° C तक गर्म करने से डिस्प्रोसियम फ्लोराइड फाइबर का उत्पादन हो सकता है। यह सामग्री 400 ° C से अधिक तापमान पर विघटन या एकत्रीकरण के बिना 100 घंटे से अधिक समय तक विभिन्न जलीय घोलों में रह सकती है।

(9) थर्मल इन्सुलेशन डिमैग्नेटाइजेशन रेफ्रिजरेटर कुछ पैरामैग्नेटिक डिस्प्रोसियम साल्ट क्रिस्टल का उपयोग करते हैं, जिनमें डिस्प्रोसियम गैलियम गार्नेट (DGG), डिस्प्रोसियम एल्युमिनियम गार्नेट (DAG), और डिस्प्रोसियम आयरन गार्नेट (DyIG) शामिल हैं।

(10) डिस्प्रोसियम कैडमियम ऑक्साइड समूह तत्व यौगिक अवरक्त विकिरण स्रोत हैं जिनका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। डिस्प्रोसियम और इसके यौगिकों में मजबूत चुंबकीय गुण होते हैं, जो उन्हें हार्ड ड्राइव जैसे डेटा स्टोरेज डिवाइस में उपयोगी बनाते हैं।

(11) नियोडिमियम आयरन बोरॉन मैग्नेट के नियोडिमियम भाग को डिस्प्रोसियम से बदला जा सकता है ताकि चुंबक की सहनशीलता बढ़ाई जा सके और गर्मी प्रतिरोध में सुधार किया जा सके। इसका उपयोग इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव मोटर्स जैसे उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है। इस प्रकार के चुंबक का उपयोग करने वाली कारों में प्रति वाहन 100 ग्राम तक डिस्प्रोसियम हो सकता है। टोयोटा की अनुमानित 2 मिलियन वाहनों की वार्षिक बिक्री के अनुसार, यह जल्द ही डिस्प्रोसियम धातु की वैश्विक आपूर्ति को समाप्त कर देगा। डिस्प्रोसियम से प्रतिस्थापित मैग्नेट में उच्च संक्षारण प्रतिरोध भी होता है।

(12) डिस्प्रोसियम यौगिकों का उपयोग तेल शोधन और रासायनिक उद्योगों में उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। यदि डिस्प्रोसियम को फेरियोऑक्साइड अमोनिया संश्लेषण उत्प्रेरक में संरचनात्मक प्रमोटर के रूप में जोड़ा जाता है, तो उत्प्रेरक की उत्प्रेरक गतिविधि और गर्मी प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है। डिस्प्रोसियम ऑक्साइड का उपयोग उच्च आवृत्ति वाले ढांकता हुआ सिरेमिक घटक सामग्री के रूप में किया जा सकता है, जिसकी संरचना Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 है, जिसका उपयोग ढांकता हुआ अनुनादक, ढांकता हुआ फ़िल्टर, ढांकता हुआ डिप्लेक्सर और संचार उपकरणों के लिए किया जा सकता है।