Novinky - Čo je to prvok holmium?

1. Objav prvkov holmia
Po Mosanderovom odlúčeníerbiumaterbiumzytriumV roku 1842 ich mnoho chemikov identifikovalo spektrálnou analýzou a zistilo, že nejde o čisté oxidy prvku, čo ich povzbudilo k tomu, aby v ich separácii pokračovali. Po separáciioxid yterbiaaoxid skandiaV roku 1879 Cliff oddelil z oxidu yterbia dva nové oxidy prvkov. Jeden z nich bol pomenovaný holmium na pamiatku Cliffovho rodiska, starovekého latinského názvu Štokholmu, hlavného mesta Švédska, Holmia, a symbolu prvku Ho. Neskôr, v roku 1886, Boisbodran oddelil z holmia ďalší prvok, ale názov holmium zostal zachovaný. Objavom holmia a niektorých ďalších prvkov vzácnych zemín sa dokončila druhá polovica tretej etapy objavovania prvkov vzácnych zemín.

2. Fyzikálne vlastnosti holmia
Holmium je striebornobiely kov, mäkký a tvárny; bod topenia 1474 °C, bod varu 2695 °C, hustota 8,7947 g/cm³. Holmium je stabilné na suchom vzduchu a pri vysokých teplotách rýchlo oxiduje;oxid holmiaje najsilnejšia známa paramagnetická látka. Zlúčeniny holmia sa môžu použiť ako prísady do nových feromagnetických materiálov;jodid holmiaPoužíva sa na výrobu halogenidových výbojok – holmiových výbojok. Je stabilný na suchom vzduchu pri izbovej teplote a ľahko oxiduje vo vlhkom vzduchu a pri vysokých teplotách. Zabráňte kontaktu so vzduchom, oxidmi, kyselinami, halogénmi a vlhkou vodou. Pri kontakte s vodou uvoľňuje horľavé plyny; je rozpustný v anorganických kyselinách. Je stabilný na suchom vzduchu pri izbovej teplote, ale rýchlo oxiduje vo vlhkom vzduchu a pri teplote vyššej ako izbová teplota. Má aktívne chemické vlastnosti. Pomaly rozkladá vodu. Môže sa kombinovať s takmer všetkými nekovovými prvkami. Vyskytuje sa v kremičitane ytritom, monazite a iných mineráloch vzácnych zemín. Používa sa na výrobu magnetických zliatinových materiálov.

3. Chemické vlastnosti holmia
Je stabilný na suchom vzduchu pri izbovej teplote a ľahko oxiduje na vlhkom vzduchu a pri vysokých teplotách. Zabráňte kontaktu so vzduchom, oxidmi, kyselinami, halogénmi a vlhkou vodou. Pri kontakte s vodou uvoľňuje horľavé plyny; rozpúšťa sa v anorganických kyselinách. Je stabilný na suchom vzduchu pri izbovej teplote, ale rýchlo oxiduje na vlhkom vzduchu a pri teplote vyššej ako izbová. Má aktívne chemické vlastnosti. Pomaly rozkladá vodu. Môže sa kombinovať s takmer všetkými nekovovými prvkami. Existuje v ytritom kremičitane, monazite a iných mineráloch vzácnych zemín. Používa sa na výrobu magnetických zliatinových materiálov. Rovnako ako dysprózium je to kov, ktorý dokáže absorbovať neutróny vznikajúce štiepením jadra. V jadrovom reaktore na jednej strane nepretržite horí a na druhej strane riadi rýchlosť reťazovej reakcie. Popis prvku: Má kovový lesk. Môže pomaly reagovať s vodou a rozpúšťať sa v zriedenej kyseline. Soľ je žltá. Oxid Ho2O2 je svetlozelený. Rozpúšťa sa v minerálnej kyseline za vzniku trojmocného iónu žltej soli. Zdroj prvku: Vyrába sa redukcioufluorid holmiaHoF3·2H2O s vápnikom.
Zlúčeniny
(1)Oxid holmiaJe biely a má dve štruktúry: objemovo centrovanú kubickú a monoklinickú. Ho2O3 je jediný stabilný oxid. Jeho chemické vlastnosti a metódy prípravy sú rovnaké ako u oxidu lantánitého. Môže sa použiť na výrobu holmiových lámp.
(2)Dusičnan holmiaMolekulárny vzorec: Ho(NO3)3·5H2O; Molekulová hmotnosť: 441,02; Zvyčajne je mierne škodlivý pre vodné útvary. Nedovoľte, aby sa neriedený produkt alebo veľké množstvá produktu dostali do kontaktu s podzemnou vodou, vodnými tokmi alebo kanalizačnými systémami. Nevypúšťajte materiál do okolitého životného prostredia bez povolenia vlády.

4. Metóda syntézy holmia
1. Holmium kovmožno získať redukciou bezvodéhochlorid holmia or holmium trifluorids kovovým vápnikom
2. Po oddelení holmia od ostatných prvkov vzácnych zemín pomocou iónovej výmeny alebo extrakcie rozpúšťadlom je možné kovové holmium pripraviť tepelnou redukciou kovu. Termická redukcia chloridu vzácnych zemín lítiom sa líši od tepelnej redukcie chloridu vzácnych zemín vápnikom. Redukčný proces prvého typu sa vykonáva v plynnej fáze. Reaktor na tepelnú redukciu lítia je rozdelený do dvoch vykurovacích zón a redukčný a destilačný proces sa vykonáva v tom istom zariadení. Bezvodýchlorid holmiasa umiestni do horného titánového reakčného téglika (tiež destilačnej komory HoCl3) a redukčné činidlo kovové lítium sa umiestni do spodného téglika. Potom sa reakčná nádrž z nehrdzavejúcej ocele evakuuje na 7 Pa a potom sa zahreje. Keď teplota dosiahne 1000 ℃, udržiava sa určitý čas, aby sa umožniloHoCl3Para a lítiové pary úplne zreagujú a redukované pevné častice kovového holmia padajú do spodného téglika. Po ukončení redukčnej reakcie sa zahrieva iba spodný téglik, aby sa LiCl destiloval do horného téglika. Proces redukčnej reakcie zvyčajne trvá približne 10 hodín. Na výrobu čistejšieho kovového holmia by malo byť redukčným činidlom kovové lítium s vysokou čistotou 99,97 % a mal by sa použiť dvakrát destilovaný bezvodý HoCl3.

5. Aplikácie holmia

(1) Používa sa ako prísada do halogenidových výbojok. Halogenidové výbojky sú typom plynovej výbojky vyvinutej na báze vysokotlakových ortuťových výbojok. Ich charakteristickým znakom je, že banky sú naplnené rôznymi halogenidmi vzácnych zemín. Používajú sa najmä jodidy vzácnych zemín, ktoré pri vybíjaní plynu vyžarujú rôzne spektrálne farby. Pracovnou látkou používanou v holmiových výbojkách je jodid holmia, ktorý dokáže dosiahnuť vyššiu koncentráciu atómov kovu v zóne oblúka, čím sa výrazne zlepšuje účinnosť žiarenia.

(2) Holmium sa môže použiť ako prísada do ytriového železa alebo ytriovo-hlinitého granátu;

(3) Holmiom dopovaný ytriovo-hlinitý granát (Ho:YAG) môže vyžarovať 2μm lasery. Miera absorpcie 2μm laserov ľudskými tkanivami je vysoká, takmer o 3 rády vyššia ako u Hd:YAG. Preto pri použití Ho:YAG laserov v lekárskej chirurgii sa nielen zlepšuje účinnosť a presnosť operácie, ale aj zmenšuje plocha tepelného poškodenia. Voľný lúč generovaný holmiovým kryštálom dokáže odstrániť tuk bez nadmerného tepla, čím sa znižuje tepelné poškodenie zdravých tkanív. Uvádza sa, že Spojené štáty používajú holmiový laser na liečbu glaukómu, čo môže pacientom zmierniť bolesť pri operácii. Úroveň čínskeho 2μm laserového kryštálu dosiahla medzinárodnú úroveň a mali by sme tento druh laserového kryštálu energicky vyvíjať a vyrábať.

(4) Do magnetostrikčnej zliatiny sa môže pridať aj malé množstvo holmia, aby sa znížilo vonkajšie pole potrebné na saturačnú magnetizáciu zliatiny.

(5) Okrem toho sa optické vlákno dopované holmiom môže použiť na výrobu optických vláknových laserov, optických zosilňovačov, optických vláknových senzorov a iných optických komunikačných zariadení, ktoré budú hrať dôležitejšiu úlohu v dnešnom rýchlom rozvoji optickej komunikácie.

Holmiový laser Použitie holmiového laseru posunulo liečbu močových kameňov na novú úroveň. Holmiový laser má vlnovú dĺžku 2,1 μm a je to pulzný laser. Je to najnovší z mnohých laserov používaných pri chirurgických operáciách. Generovaná energia dokáže odpariť vodu medzi koncom optického vlákna a kameňom, čím vytvára drobné kavitačné bubliny a prenáša energiu na kameň, čím ho rozdrví na prášok. Voda absorbuje veľa energie, čím znižuje poškodenie okolitých tkanív. Zároveň je hĺbka prieniku holmiového laseru do ľudského tkaniva veľmi malá, iba 0,38 mm. Preto je možné pri drvení kameňov minimalizovať poškodenie okolitých tkanív a bezpečnosť je extrémne vysoká.
Technológia holmiovej laserovej litotripsie: lekárska holmiová laserová litotripsia, ktorá je vhodná pre tvrdé obličkové kamene, močovodové kamene a močové kamene, ktoré sa nedajú rozbiť mimotelovou rázovou vlnou. Pri použití lekárskej holmiovej laserovej litotripsie prechádza tenké optické vlákno lekárskeho holmiového laseru cez močovú rúru a močovod pomocou cystoskopu a flexibilného ureteroskopu, aby sa dostalo ku kameňom v močovom mechúre, močovode a obličkových kameňoch, a potom urológ manipuluje s holmiovým laserom, aby kamene rozbil. Výhodou tejto liečebnej metódy je, že dokáže rozbiť močovodové kamene, močové kamene a väčšinu obličkových kameňov. Nevýhodou je, že pri niektorých kameňoch v horných a dolných kalichoch obličky zostane malé množstvo kameňov, pretože vlákno holmiového laseru vstupujúce z močovodu sa nedostane k miestu kameňa.
Holmiový laser je nový typ laseru, ktorý je produkovaný pulzným laserovým zariadením na pevnej látke vyrobeným z laserového kryštálu (Cr:Tm:Ho:YAG) s ytriovo-hlinitým granátom (YAG) ako aktivačným médiom a je dopovaný senzibilizačnými iónmi chrómu (Cr), iónmi prenosu energie túliom (Tm) a aktivačnými iónmi holmia (Ho). Môže sa používať v chirurgických zákrokoch na oddeleniach, ako je urológia, ORL, dermatológia a gynekológia. Táto laserová operácia je neinvazívna alebo minimálne invazívna a pacient počas liečby pociťuje veľmi malú bolesť.

Čas uverejnenia: 14. novembra 2024