اکسید لانتانیوم

 

اکسید لانتانیوم که با عنوان لانتانا نیز شناخته می شود، یک ترکیب غیر آلی است که حاوی عنصر کمیاب لانتانیوم و اکسیژن است. این ماده در برخی از مواد فروالکتریک، به عنوان یک جز از مواد نوری، مورد استفاده قرار می گیرد و در کنار سایر مصارف، ماده اولیه ای برای کاتالیزورهای خاص می باشد.

 

اکسید لانتانیم یک ماده جامد سفید و بدون بو است که در آب نامحلول است، اما در اسید رقیق محلول است. بسته به PH ترکیب، می توان ساختارهای مختلف بلوری بدست آورد. این ترکیب رطوبت ساز است، در جو رطوبت را با گذشت زمان جذب کرده و به هیدروکسید لانتانیوم تبدیل می کند.

 

اکسید لانتانیم دارای خواص نیمه رسانایی از نوع p و یک شکاف باند تقریباً ۵.۸ eV است. مقاومت متوسط آن در دمای اتاق ۱۰ کیلو اهم بر سانتی متر است که با افزایش دما کاهش می یابد.این ماده، با ثابت دی الکتریک بسیار بالا، ε = ۲۷، کمترین انرژی شبکه را در بین اکسیدهای کمیاب زمین دارد.

 

خواص و مشخصات شناسایی اکسید لانتانیوم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                               پودر سفید فرمول شیمیایی                                                                      La۲O۳
دانسیته                                                                   (g/cm۳) ۶.۵۱ وزن مولکولی                                                          (g/mol) 325.809
نقطه ذوب                                                                            (۰C)2315 شماره (CAS No)                                                         ۱۳۱۲-۸۱-۸
حلالیت در آب                                                                     نامحلول ساختار کریستالی                                                      هگزاگونال (hP5)

 

سنتز اکسید لانتانیوم

 

لانتانیم اکسید را می توان در فرم های مختلف متبلور کرد. برای تولید آن به صورت شش ضلعی، محلول ۰.۱ مولار از محلول LaCl۳ بر روی یک بستر از قبل گرم شده، که معمولاً از کالکوژنیدهای فلزی ساخته می شود، پاشیده می شود. فرآیند را می توان در دو مرحله مشاهده کرد، هیدرولیز و به دنبال آن کم آبی:

 

 ۲LaCl۳ + ۳H۲O → La(OH)۳ + ۳HCl
۲La(OH)۳ → La۲O۳ + ۳H۲O

 

یک مسیر جایگزین برای بدست آوردن اکسید لانتانیوم شش ضلعی شامل رسوب La(OH)۳ اسمی از محلول آبی با استفاده از ترکیبی از ۲.۵ درصد NH۳ و سورفکتانت سدیم دودسیل سولفات و به دنبال آن حرارت دادن و هم زدن به مدت ۲۴ ساعت در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد است:

 

 ۲LaCl۳ + ۳H۲O + 3NH۳ → La(OH)۳ + ۳NH۴Cl

مسیرهای دیگر عبارتند از:

 

 ۲La۲S۳ + ۳CO۲ → ۲La۲O۳ + ۳CS۲

 

واکنش پذیری لانتانیم اکسید

 

واکنش پذیری لانتانیم اکسید

اکسید لانتانیم به عنوان افزودنی برای تولید برخی از مواد فروالکتریکی مانند لانتانیوم دوپ شده (Bi۴Ti۳O۱۲ (BLT استفاده می شود. از اکسید لانتانیم در مواد نوری استفاده می شود. اغلب شیشه های نوری با اکسید لانتانیم دوپ می شوند تا ضریب شکست شیشه، دوام شیمیایی و مقاومت مکانیکی آن بهبود یابد:

 

۳B۲O۳ + La۲O۳ → ۲La(BO۲)۳

 

هنگامی که این واکنش ۱ به ۳ در یک کامپوزیت شیشه ای مخلوط می شود، وزن مولکولی بالای لانتانیم باعث افزایش مخلوط همگن مذاب می شود که منجر به نقطه ذوب کمتری می شود.

 

افزودن اکسید لانتانیم به ذوب شیشه منجر به افزایش دمای انتقال شیشه از ۶۵۸ درجه سانتیگراد به ۶۷۹ درجه سانتیگراد می شود. علاوه بر این منجر به تراکم، سختی و ضریب شکست شیشه بالاتر می شود.

 

موارد استفاده و کاربرد ها

 

موارد استفاده و کاربرد ها

 

از لانتانیوم اکساید برای ساخت عینک های نوری استفاده می شود که این اکسید باعث افزایش چگالی، ضریب شکست و سختی می شود. همراه با اکسیدهای تنگستن، تانتالوم و توریم، این ماده نیز مقاومت شیشه در برابر حمله قلیایی را بهبود می بخشد.

 

لانتانیوم اکساید عنصری برای تولید مواد پیزوالکتریک و ترموالکتریک است. مبدل های گاز اگزوز اتومبیل حاوی این ماده هستند. این ترکیب همچنین در صفحه های تشدید کننده تصویربرداری اشعه ایکس، فسفر و همچنین سرامیک های دی الکتریک و رسانا استفاده می شود و درخشش می بخشد.

 

اکسید لانتانیوم برای اتصال اکسیداتیو متان مورد بررسی قرار گرفته است. لایه های نازک این ماده را می توان با روش های مختلفی از جمله دفع بخار شیمیایی، رسوب لایه اتمی، اکسیداسیون حرارتی، پاشش و تجزیه و تحلیل رسوب داد. رسوبات این فیلم ها در محدوده دمایی ۲۵۰-۴۵۰ درجه سانتی گراد رخ می دهد. فیلم های چند بلوری در دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد تشکیل می شوند.

 

الکترودهای تنگستن لانتانیوم اکساید به دلیل نگرانی های ایمنی در برابر رادیواکتیویته توریم، جایگزین الکترودهای تنگستن تورشی در جوشکاری قوس تنگستن گاز (TIG) می شوند.

 

منابع:

۱) www.en.wikipedia.org

 

جهت جستجوی این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.