中國粉體網(wǎng)訊  一個常用的比喻是，如果說石油是工業(yè)的血液，那稀土就是工業(yè)的維生素。

據(jù)工業(yè)和信息化部介紹，目前稀土永磁、發(fā)光、儲氫、催化等功能材料已是先進裝備制造業(yè)、新能源、新興產(chǎn)業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的原材料，還廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、治金、機械、新能源、輕工、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)等。

中國稀土礦藏豐富，雄踞著三個世界第一：儲量第一，生產(chǎn)規(guī)模第一，出口量第一。同時，中國還是唯一一個能夠提供全部17種稀土金屬的國家，特別是軍事用途極其突出的中重稀土，中國占有的份額讓人艷羨。

今天小編帶大家了解一下稀土氧化物納米氧化鑭及其復(fù)合氧化物的應(yīng)用。

納米氧化鑭及其復(fù)合氧化物是重要稀土氧化物，因其含有的稀土元素具有特殊電子結(jié)構(gòu)，使其除了具有納米材料的特性以外，還有很多其它的優(yōu)點包括光學(xué)活性高、催化活性高、吸附選擇性較強等。這些特性使其除了在儲氫材料領(lǐng)域和磁性材料領(lǐng)域以外，還在傳感器材料、電池電極材料、光催化材料、發(fā)光材料等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。

1.在光催化材料領(lǐng)域的應(yīng)用

研究結(jié)果表明，經(jīng)過研磨-焙燒得到的La²O³/BiOCl復(fù)合光催化劑均具有較好的結(jié)晶性能。通過透射電鏡觀察到2nm～5nm的La²O³納米粒子粘附在BiOCl納米片表面。

另外，還發(fā)現(xiàn)當La²O³含量為1%(質(zhì)量分數(shù))時，200℃燒結(jié)3h，獲得的La²O³/BiOCl復(fù)合光催化劑有較高的催化活性，在紫外光輻照5h后，酸性橙Ⅱ降解率是86.5%，這是純BiOCl降解率的2.4倍。并提出復(fù)合光催化劑光催化活性大幅度提高的原因是La²O³可以改善催化劑表面性能，使催化劑表面具有更多的羥基，增強了催化劑對酸性橙Ⅱ分子的吸附能力，同時La³+可提供有利的氧化-還原勢阱成為光生電子缺陷，在一定程度上降低了電子-空穴對的復(fù)合率。

2.傳感器材料領(lǐng)域的應(yīng)用

將一定量的La²O³摻雜到WO³中形成納米混合物，然后在混合物中加入去離子水、有機和無機粘合劑形成糊狀物，然后將糊狀物涂敷在帶Au電極和Pt引線的Al²O³陶瓷管上，空氣中干燥后，在600℃下燒結(jié)后得到氣敏元件，然后進行氣敏性能測試，結(jié)果表明，摻雜La²O³的樣品和未摻雜La²O³的樣品相比，前者對50×10^－6濃度的揮發(fā)性有機物氣體(二甲苯、甲苯、丙酮、苯)都表現(xiàn)出了較高的靈敏度。

一些專家采用靜電紡絲法制備了200nm～800nm的LaCoO³介孔納米線，并發(fā)現(xiàn)LaCoO³納米線是多晶的，單個晶粒尺寸30nm～60nm，然后通過Pd納米點對LaCoO³納米線進一步功能化，功能化的Pd-LaCoO³納米線在250℃較低的工作溫度下對100×10^－6CO有極高的靈敏度達到113．6，并且有穩(wěn)定的響應(yīng)。

3.電池電極材料領(lǐng)域的應(yīng)用

將不同比例的La²O³/Li²O/TiO²涂覆在LiFePO⁴表面上作電極材料，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，涂La²O³/Li²O/TiO²后使得LiFePO⁴離子電導(dǎo)率有一定程度的提高，尤其涂3．0%(質(zhì)量分數(shù)，下同)La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴電極比未涂3．0%La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴電極在電壓2．4V～3.5V之間具有更高的擴散系數(shù)。

純LiFePO4電極(a)及3．0%La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴電極(b)不同電壓范圍的擴散系數(shù)

另外還考察了多次循環(huán)后的性能，發(fā)現(xiàn)在500次循環(huán)后涂3.0%La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴的電池容量保持率高達86.5%，而未涂3.0%La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴電池容量保持僅為64.5%。

純LiFePO⁴電極(a)及3．0%La²O³/Li²O/TiO²的LiFePO⁴(b)的電池容量

同樣，另一組專家采用球磨法將5.0%La²O³涂覆在LiMn²O⁴表面上，考察了電池性能，發(fā)現(xiàn)在25℃、1C倍率下，經(jīng)過205次循環(huán)后，涂覆La²O³的樣品電池容量保持90.1%，而未涂覆La²O³的樣品只有76.7%;在55℃，經(jīng)過95次循環(huán)后，未涂覆的和涂覆的樣品電池容量保持分別為69.4%和82.6%;當倍率提高至10C時，涂覆La²O³的樣品電池容量為80.3%，未涂覆La²O³的樣品電池容量只有46.9%。

4.發(fā)光材料領(lǐng)域的應(yīng)用

另外，據(jù)相關(guān)人員研究發(fā)現(xiàn)，采用固相法制備了Eu³+摻雜LAG(La²O³，Al²O³，Gd²O³)熒光體，獲得的熒光體的晶體尺寸62.95nm，同時分別考察了激發(fā)波長為254nm、275nm和314nm時獲得的發(fā)射光譜，發(fā)射中心位于450nm～620nm波長附近，可以得出結(jié)論，該材料作為發(fā)光材料是很有前途的。

那么這些稀土氧化物到底可以應(yīng)用到哪些方面去呢？小編從淄博稀研納米材料有限公司官網(wǎng)上找到了一份答案。

氧化鑭主要用于制造各種光學(xué)玻璃部件以及光導(dǎo)纖維，也常用于陶瓷、催化劑等。

氧化鈰主要用于玻璃脫色，澄清劑，高級拋光粉材料，還用于陶瓷，電子，化工，催化等。

氧化釹主要應(yīng)用于電視玻殼，玻璃器皿的著色，催化劑及磁性材料中。

氧化鉺用作釔鐵柁石榴石添加劑、玻璃著色劑和核反應(yīng)堆控制材料，應(yīng)用于制造特種發(fā)光玻璃和吸收紅外線的玻璃等。

氧化釔主要用于制作白熱煤氣燈罩、彩色電視熒光粉、磁性材料添加劑,還用于原子能工業(yè)等。

稀土是寶貴的戰(zhàn)略資源，有“工業(yè)味精”“新材料之母”之稱，廣泛應(yīng)用于尖端科技領(lǐng)域和軍工領(lǐng)域。

成立于2003年的淄博稀研納米材料有限公司，是一家集生產(chǎn)、加工、科研、貿(mào)易為一體的中德合資企業(yè)，占地面積200000平方米，現(xiàn)有職工300余人，其中技術(shù)人員70余人，是國內(nèi)主要的稀土分離企業(yè)之一。公司實驗室擁有全套美國進口分析設(shè)備，稀土元素的分離、分析均達到國際先進水平。

目前公司主要產(chǎn)品有鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧等稀土氧化物，鈷、鎳、鉍、鉭、鈮、鍺、鎵、銦等無機氧化物。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天航空、石油化工、電子電池、熒光材料、超導(dǎo)材料、紅外激光、陶瓷玻璃、冶金機械、輕紡橡塑、蓋板拋光、原子能等各個高科技領(lǐng)域。

參考資料：

1.張晶等《納米氧化鑭及其復(fù)合氧化物的制備及應(yīng)用最新研究進展》第38卷第4期；2017年8月；

2.淄博稀研納米材料有限公司官網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇米）

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