दुर्लभ मृदा नैनोमटेरियल की तैयारी प्रौद्योगिकी

वर्तमान में नैनोमटेरियल के उत्पादन और अनुप्रयोग दोनों ने विभिन्न देशों का ध्यान आकर्षित किया है। चीन की नैनो तकनीक लगातार प्रगति कर रही है, और नैनोस्केल SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 और अन्य पाउडर सामग्रियों में औद्योगिक उत्पादन या परीक्षण उत्पादन सफलतापूर्वक किया गया है। हालांकि, वर्तमान उत्पादन प्रक्रिया और उच्च उत्पादन लागत इसकी घातक कमजोरी है, जो नैनोमटेरियल के व्यापक अनुप्रयोग को प्रभावित करेगी। इसलिए, निरंतर सुधार आवश्यक है।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की विशेष इलेक्ट्रॉनिक संरचना और बड़े परमाणु त्रिज्या के कारण, उनके रासायनिक गुण अन्य तत्वों से बहुत अलग हैं। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी नैनो ऑक्साइड की तैयारी विधि और उपचार के बाद की तकनीक भी अन्य तत्वों से अलग है। मुख्य शोध विधियों में शामिल हैं:

1. अवक्षेपण विधि: इसमें ऑक्सालिक एसिड अवक्षेपण, कार्बोनेट अवक्षेपण, हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपण, सजातीय अवक्षेपण, संकुलन अवक्षेपण आदि शामिल हैं। इस विधि की सबसे बड़ी विशेषता यह है कि घोल जल्दी से न्यूक्लियेट होता है, नियंत्रित करना आसान है, उपकरण सरल है, और उच्च शुद्धता वाले उत्पाद बना सकता है। लेकिन इसे फ़िल्टर करना मुश्किल है और एकत्र करना आसान है।

2. हाइड्रोथर्मल विधि: उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में आयनों की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को तेज और मजबूत करें, और फैले हुए नैनोक्रिस्टलाइन नाभिक बनाएं। यह विधि समान फैलाव और संकीर्ण कण आकार वितरण के साथ नैनोमीटर पाउडर प्राप्त कर सकती है, लेकिन इसके लिए उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है, जो संचालित करने के लिए महंगा और असुरक्षित है।

3. जेल विधि: यह अकार्बनिक पदार्थों को तैयार करने की एक महत्वपूर्ण विधि है, और अकार्बनिक संश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कम तापमान पर, ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक या कार्बनिक परिसर पोलीमराइजेशन या हाइड्रोलिसिस के माध्यम से सोल बना सकते हैं, और कुछ शर्तों के तहत जेल बना सकते हैं। आगे की गर्मी उपचार से बड़ी विशिष्ट सतह और बेहतर फैलाव के साथ अल्ट्राफाइन चावल नूडल्स का उत्पादन किया जा सकता है। इस विधि को हल्की परिस्थितियों में किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा सतह क्षेत्र और बेहतर फैलाव वाला पाउडर बनता है। हालांकि, प्रतिक्रिया समय लंबा है और पूरा होने में कई दिन लगते हैं, जिससे औद्योगिकीकरण की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है।

4. ठोस चरण विधि: उच्च तापमान अपघटन ठोस यौगिकों या मध्यवर्ती ठोस चरण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है। उदाहरण के लिए, दुर्लभ पृथ्वी नाइट्रेट और ऑक्सालिक एसिड को ठोस चरण बॉल मिलिंग द्वारा मिश्रित किया जाता है ताकि दुर्लभ पृथ्वी ऑक्सालेट का एक मध्यवर्ती बनाया जा सके, जिसे फिर उच्च तापमान पर विघटित करके अल्ट्राफाइन पाउडर प्राप्त किया जाता है। इस विधि में उच्च प्रतिक्रिया दक्षता, सरल उपकरण और आसान संचालन है, लेकिन परिणामी पाउडर में अनियमित आकृति विज्ञान और खराब एकरूपता है।

ये विधियाँ अद्वितीय नहीं हैं और औद्योगिकीकरण के लिए पूरी तरह से लागू नहीं हो सकती हैं। इसके अलावा कई तैयारी विधियाँ भी हैं, जैसे कि ऑर्गेनिक माइक्रोइमल्शन विधि, अल्कोहलिसिस, आदि।

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