钇作为稀土元素的重要成员,虽无单质存在,但通过其化合物广泛应用于高端材料、能源和医疗领域。自然界中,它主要藏身于磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物中,与其他稀土元素形成复杂共生体系,其分离和提纯技术是稀土工业的核心难点之一。随着新能源和电子产业的发展,钇的战略价值日益凸显。
钇的独特性质使其在高科技领域和工业中不可或缺: 稀土永磁材料:用于制造钇铁石榴石(YIG)、钇铝石榴石(YAG),应用于微波器件、激光材料(如 YAG 激光器)。 陶瓷工业: 作为稳定剂添加到氧化锆陶瓷中,形成钇稳定氧化锆(YSZ),提高陶瓷的强度和抗热震性,用于发动机部件、牙科修复体。 制备高温超导陶瓷(如钇钡铜氧体,YBCO)。 能源与环境: 固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质材料(利用 Y₂O₃稳定的 ZrO₂)。 作为催化剂或催化剂载体,用于环保领域的废气处理。 医疗与照明: 放射性同位素钇 - 90(⁹⁰Y)用于癌症治疗(如肝癌的选择性内放射疗法)。 荧光粉原料(如 Y₂O₃:Eu³⁺红光荧光粉,用于 LED 和 CRT 显示器)。
那艾仪器喷雾干燥机在制备钇化合物中的应用案例
1:喷雾干燥机制备纳米氧化钇(Y₂O₃)粉体 应用领域:燃料电池电解质 工艺细节: 原料配制:将硝酸钇(Y (NO₃)₃・6H₂O)溶于去离子水,配制成 0.5 mol/L 溶液,加入氨水调节 pH 至 9~10,生成氢氧化钇沉淀。 喷雾干燥: 设备:那艾离心式喷雾干燥机(进口温度 300℃,出口温度 120℃)。 雾化参数:进料速率 5 mL/min,雾化转速 20000 r/min。 干燥后得到氢氧化钇前驱体粉末。 煅烧处理:将前驱体在 800℃下煅烧 2 小时,获得粒径约 50 nm 的氧化钇粉体。 产品特性:比表面积大(15~20 m²/g),分散性好,适用于电解质薄膜涂覆。
2:喷雾干燥机制备氟化钇(YF₃)前驱体 应用领域:红外光学玻璃 工艺细节: 原料配制:将六水合硝酸钇和氟化铵按 Y³⁺:F⁻=1:3 摩尔比溶于乙醇 - 水混合溶剂(体积比 1:1),搅拌至澄清。 喷雾干燥: 设备:压力式喷雾干燥机(进口温度 220℃,出口温度 80℃)。 雾化参数:进料压力 20 MPa,雾化器孔径 1.5 mm。 干燥后得到氟化钇与硝酸铵的复合粉体。 热处理:在 500℃下煅烧 1 小时,除去硝酸铵杂质,得到纯度>99.9% 的 YF₃粉体。 产品特性:粒径分布均匀(D50=2 μm),红外透光率在 2~5 μm 波段>90%,满足光学玻璃熔融要求。
3:喷雾干燥机制备氟氧钇(YOF)荧光粉 应用领域:LED 背光源 工艺细节: 原料配制:将硝酸钇、氟化铵、尿素按 Y³⁺:F⁻:CO (NH₂)₂=1:1:2 摩尔比溶于去离子水,加入 Eu³⁺掺杂剂(浓度 5 mol%)。 喷雾干燥: 设备:那艾气流式喷雾干燥机(进口温度 250℃,出口温度 90℃)。 雾化参数:压缩空气压力 0.3 MPa,进料速率 3 mL/min。 干燥后得到前驱体粉末(含 Y (OH) F₂和 Eu (OH)₃)。 高温烧结:在氮气气氛中,于 900℃下烧结 3 小时,生成 YOF:Eu³⁺荧光粉。 产品特性:发射峰位于 612 nm(红光),量子效率>85%,适用于 LED 三基色荧光粉体系。