Știri - Ce este elementul holmiu?

1. Descoperirea elementelor de holmiu
După ce Mosander s-a despărțiterbiuşiterbiudinytriuÎn 1842, mulți chimiști au folosit analiza spectrală pentru a le identifica și au stabilit că nu erau oxizi puri ai unui element, ceea ce i-a încurajat pe chimiști să continue să le separe. După separareoxid de yterbiuşioxid de scandiuDin oxidul de yterbiu, Cliff a separat doi noi oxizi ai unor elemente în 1879. Unul dintre ei a fost numit holmiu pentru a comemora locul de naștere al lui Cliff, numele latin antic al orașului Stockholm, capitala Suediei, Holmia, și simbolul elementului Ho. Mai târziu, în 1886, Boisbodran a separat un alt element din holmiu, dar numele de holmiu a fost păstrat. Odată cu descoperirea holmiului și a altor elemente de pământuri rare, cealaltă jumătate a celei de-a treia etape a descoperirii elementelor de pământuri rare a fost finalizată.

2. Proprietățile fizice ale holmiului
Holmiul este un metal alb-argintiu, moale și ductil; punct de topire 1474°C, punct de fierbere 2695°C, densitate 8,7947g/cm³. Holmiul este stabil în aer uscat și se oxidează rapid la temperaturi ridicate;oxid de holmiueste cea mai puternică substanță paramagnetică cunoscută. Compușii de holmiu pot fi utilizați ca aditivi pentru noi materiale feromagnetice;iodură de holmiuse folosește la fabricarea lămpilor cu halogenuri metalice – lămpi cu holmiu. Este stabil în aer uscat la temperatura camerei și se oxidează ușor în aer umed și la temperaturi ridicate. Evitați contactul cu aerul, oxizii, acizii, halogenii și apa umedă. Eliberează gaze inflamabile în contact cu apa; este solubil în acizi anorganici. Este stabil în aer uscat la temperatura camerei, dar se oxidează rapid în aer umed și peste temperatura camerei. Are proprietăți chimice active. Descompune apa lent. Se poate combina cu aproape toate elementele nemetalice. Există în silicatul de ytriu, monazit și alte minerale din pământuri rare. Se folosește la fabricarea materialelor din aliaje magnetice.

3. Proprietățile chimice ale holmiului
Este stabil în aer uscat la temperatura camerei și se oxidează ușor în aer umed și la temperaturi ridicate. Evitați contactul cu aerul, oxizii, acizii, halogenii și apa umedă. Eliberează gaze inflamabile în contact cu apa; se dizolvă în acizi anorganici. Este stabil în aer uscat la temperatura camerei, dar se oxidează rapid în aer umed și peste temperatura camerei. Are proprietăți chimice active. Descompune lent apa. Poate fi combinat cu aproape toate elementele nemetalice. Există în silicatul de ytriu, monazit și alte minerale din pământuri rare. Este utilizat pentru a fabrica materiale din aliaje magnetice. La fel ca disprosiul, este un metal care poate absorbi neutronii produși prin fisiunea nucleară. Într-un reactor nuclear, arde continuu pe de o parte și controlează viteza reacției în lanț pe de altă parte. Descrierea elementului: Are un luciu metalic. Poate reacționa lent cu apa și se poate dizolva în acid diluat. Sarea este galbenă. Oxidul Ho2O2 este verde deschis. Se dizolvă în acid mineral pentru a produce sare galbenă cu ioni trivalenti. Sursa elementului: Se obține prin reducere...fluorură de holmiuHoF3·2H2O cu calciu.
Compuși
(1)Oxid de holmiueste alb și are două structuri: cubică centrată pe corp și monoclinică. Ho2O3 este singurul oxid stabil. Proprietățile sale chimice și metodele de preparare sunt aceleași cu cele ale oxidului de lantan. Poate fi utilizat pentru fabricarea lămpilor cu holmiu.
(2)nitrat de holmiuFormula moleculară: Ho(NO3)3·5H2O; Masă moleculară: 441,02; De obicei, este ușor nociv pentru ape. Nu permiteți ca cantitățile nediluate sau mari din produs să intre în contact cu apele subterane, cursurile de apă sau sistemele de canalizare. Nu deversați materialul în mediul înconjurător fără permisiunea autorităților.

4. Metoda de sinteză a holmiului
1. Holmiu metalicse poate obține prin reducerea acidului anhidrictriclorură de holmiu or trifluorură de holmiucu calciu metalic
2. După ce holmiul este separat de alte elemente de pământuri rare prin schimb ionic sau tehnologie de extracție cu solvent, holmiul metalic poate fi preparat prin reducere termică a metalului. Reducerea termică cu litiu a clorurii de pământuri rare este diferită de reducerea termică cu calciu a clorurii de pământuri rare. Procesul de reducere al primei se realizează în fază gazoasă. Reactorul de reducere termică cu litiu este împărțit în două zone de încălzire, iar procesele de reducere și distilare se desfășoară în același echipament. Anhidruclorură de holmiuse plasează în creuzetul superior din titan al reactorului (și în camera de distilare a HoCl3), iar agentul reducător litiu metalic se plasează în creuzetul inferior. Apoi, rezervorul de reacție din oțel inoxidabil este vidat la 7Pa și apoi încălzit. Când temperatura atinge 1000℃, aceasta este menținută o anumită perioadă de timp pentru a permiteHoCl3Vaporii și vaporii de litiu reacționează complet, iar particulele solide de holmiu metalic redus cad în creuzetul inferior. După finalizarea reacției de reducere, doar creuzetul inferior este încălzit pentru a distila LiCl în creuzetul superior. Procesul de reacție de reducere durează în general aproximativ 10 ore. Pentru a produce holmiu metalic mai pur, agentul reducător litiu metalic trebuie să fie litiu de înaltă puritate 99,97% și trebuie utilizat HoCl3 anhidru dublu distilat.

5. Aplicații ale holmiului

(1) Utilizat ca aditiv pentru lămpile cu halogenuri metalice. Lămpile cu halogenuri metalice sunt un tip de lămpi cu descărcare în gaz, dezvoltate pe baza lămpilor cu mercur de înaltă presiune. Caracteristica lor este că becurile sunt umplute cu diverse halogenuri de pământuri rare. Principalele utilizate sunt iodurile de pământuri rare, care emit culori spectrale diferite atunci când gazul este descărcat. Substanța de lucru utilizată în lămpile cu holmiu este iodura de holmiu, care poate obține o concentrație mai mare de atomi metalici în zona arcului, îmbunătățind astfel considerabil eficiența radiației.

(2) Holmiul poate fi utilizat ca aditiv pentru granatul de ytriu-fier sau ytriu-aluminiu;

(3) Granatul de ytriu și aluminiu dopat cu holmiu (Ho:YAG) poate emite lasere de 2 μm. Rata de absorbție a laserelor de 2 μm de către țesuturile umane este mare, cu aproape 3 ordine de mărime mai mare decât cea a Hd:YAG. Prin urmare, atunci când se utilizează lasere Ho:YAG în chirurgia medicală, nu numai că se poate îmbunătăți eficiența și precizia intervenției chirurgicale, dar se poate reduce și zona afectată termic. Fasciculul liber generat de cristalul de holmiu poate elimina grăsimea fără a genera căldură excesivă, reducând astfel deteriorarea termică a țesuturilor sănătoase. Se pare că Statele Unite utilizează laserul cu holmiu pentru tratarea glaucomului, ceea ce poate reduce durerea chirurgicală pentru pacienți. Nivelul cristalului laser de 2 μm din China a atins nivelul internațional și ar trebui să dezvoltăm și să producem cu vigoare acest tip de cristal laser.

(4) O cantitate mică de holmiu poate fi adăugată și la aliajul magnetostrictiv pentru a reduce câmpul extern necesar magnetizării la saturație a aliajului.

(5) În plus, fibra optică dopată cu holmiu poate fi utilizată pentru a realiza lasere cu fibră optică, amplificatoare cu fibră optică, senzori cu fibră optică și alte dispozitive de comunicații optice, care vor juca un rol mai important în dezvoltarea rapidă actuală a comunicațiilor prin fibră optică.

Laser cu holmiu Aplicarea laserului cu holmiu a adus tratamentul calculilor urinari la un nou nivel. Laserul cu holmiu are o lungime de undă de 2,1 μm și este un laser pulsat. Este cel mai recent dintre numeroasele lasere utilizate în operațiile chirurgicale. Energia generată poate vaporiza apa dintre capătul fibrei optice și calcul, formând mici bule de cavitație și transmițând energie calculului, zdrobindu-l în pulbere. Apa absoarbe multă energie, reducând deteriorarea țesuturilor înconjurătoare. În același timp, adâncimea de penetrare a laserului cu holmiu în țesutul uman este foarte mică, de doar 0,38 mm. Prin urmare, la zdrobirea calculilor, deteriorarea țesuturilor înconjurătoare poate fi redusă la minimum, iar siguranța este extrem de ridicată.
Tehnologia litotriției cu laser holmiu: litotriția medicală cu laser holmiu este potrivită pentru calculii renali duri, ureterali și vezicii urinare care nu pot fi rupte prin litotriție extracorporală cu unde de șoc. Atunci când se utilizează litotriția medicală cu laser holmiu, fibra optică subțire a laserului medical cu holmiu trece prin uretră și ureter cu ajutorul unui cistoscop și a unui ureteroscop flexibil pentru a ajunge la calculii vezicii urinare, ureterali și renali, iar apoi urologul manipulează laserul cu holmiu pentru a sparge calculii. Avantajul acestei metode de tratament este că poate rezolva calculii ureterali, vezicii urinare și majoritatea calculilor renali. Dezavantajul este că, în cazul unor calculi din calicele superioare și inferioare ale rinichiului, va rămâne o cantitate mică de calculi, deoarece fibra laser cu holmiu care intră din ureter nu poate ajunge la locul calculului.
Laserul cu holmiu este un nou tip de laser produs de un dispozitiv laser solid pulsat, realizat din cristal laser (Cr:Tm:Ho:YAG) cu granat de ytriu și aluminiu (YAG) ca mediu de activare și dopat cu ioni de sensibilizare crom (Cr), ioni de transfer de energie tuliu (Tm) și ioni de activare holmiu (Ho). Poate fi utilizat în cabinete chirurgicale din departamente precum urologie, ORL, dermatologie și ginecologie. Această intervenție chirurgicală cu laser este neinvazivă sau minim invazivă, iar pacientul va resimți foarte puțină durere în timpul tratamentului.

Data publicării: 14 noiembrie 2024