کلرید نئودیمیم

 

کلرید نئودیمیم (III) یا تری کلرید نئودیمیم یک ترکیب شیمیایی حاصل از نئودیمیم و کلر است. این ترکیب در حالت بدون آب خود به شکل یک ماده جامد رنگ بنفش می باشد که با قرار گرفتن در معرض هوا سریعاً رطوبت موجود را جذب می کند.

 

نئودیمیم (III) کلرید از مواد معدنی مونازیت و باستنوزیت با استفاده از یک فرآیند استخراج چند مرحله ای پیچیده تولید می شود. کلراید چندین کاربرد مهم به عنوان یک ماده شیمیایی میانی برای تولید لیزرهای فلزی نئودیمیم و لیزرهای پایه نئودیمیوم و فیبرهای نوری دارد.

 

سایر کاربردها شامل کاتالیزور در سنتز آلی و تجزیه آلودگی فاضلاب، محافظت در برابر خوردگی آلومینیوم و آلیاژهای آن و برچسب زدن فلورسنت مولکول های آلی (DNA) است.

 

کلرید نئودیمیم (III) برای انسان و حیوان سمی به نظر نمی رسد (تقریباً شبیه نمک خوراکی). تحریک خفیف پوست هنگام قرار گرفتن در معرض ۵۰۰ میلی گرم در طی ۲۴ ساعت اتفاق می افتد (آزمایش Draize بر روی خرگوش ها).

 

خواص و مشخصات شناسایی کلرید نئودیمیم(III)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                           جامد بنفش رنگ فرمول شیمیایی                                                                      NdCl۳
دانسیته                                                                        (g/cm۳)۴.۱۳ وزن مولکولی                                                         (g/mol)250.598
نقطه ذوب                                                                            (۰C)758 شماره (CAS No)                                                        ۱۰۰۲۴-۹۳-۸
حلالیت در آب                                                                            محلول ساختار کریستالی                                                    هگزاگونال(hP8)

 

تولید کلرید نئودیمیم(III)

 

NdCl۳ از مواد معدنی مونازیت و باستن سایت تولید می شود. این سنتز به دلیل فراوانی کم نئودیمیم در پوسته زمین (۳۸ میلی گرم در کیلوگرم) و به دلیل دشواری جداسازی نئودیمیم از لانتانیدهای دیگر، پیچیده است.  روش های دیگر سنتز این ترکیب وجود دارد و می توان آنها را به صورت زیر ساده کرد:

 

ماده معدنی خرد شده با اسید سولفوریک غلیظ داغ تصفیه می شود تا سولفات های محلول در آب در مواد کمیاب تولید شود. فیلترهای اسیدی تا حدی با هیدروکسید سدیم تا pH 3-4 خنثی می شوند.

 

توریم به صورت هیدروکسید از محلول رسوب کرده و خارج می شود. پس از آن محلول با اگزالات آمونیوم تصفیه می شود تا ترکیبات نادر را به اگزالات محلول آنها تبدیل کند. اگزالات ها با عمل جوشکاری به اکسیدها تبدیل می شوند. اکسیدها در اسید نیتریک حل می شوند و اجزای اصلی، سریم را که اکسید آن در HNO۳ نامحلول است، حذف می کند.

 

اکسید نئودیمیم با تبادل یونی از سایر اکسیدهای ترکیبات کمیاب جدا می شود. در این فرآیند، یون های ترکیبات کمیاب توسط تبادل یونی با یون های هیدروژن، آمونیوم یا کاپریک موجود در رزین بر روی رزین مناسب جذب می شوند. سپس یون های خاکی کمیاب به طور انتخابی توسط ماده کمپلکس کننده مناسب مانند سیترات آمونیوم یا نیتریلوتراستات شسته می شوند.

 

واکنش فرایند:

 

این فرآیند به طور معمول Nd۲O۳ را تولید می کند. تبدیل اکسید به نئودیمیم اولیه دشوار است، که اغلب هدف کل، روش فن آوری است. بنابراین، اکسید با اسید کلریدریک و کلرید آمونیوم تصفیه می شود تا نوع پایدارتر NdCl۳ را تولید کند:

 

Nd۲O۳ + ۶NH۴Cl → ۲NdCl۳ + ۳H۲O + 6NH۳

 

به این ترتیب NdCl۳ به سرعت آب را جذب می کند و به هیدرات NdCl۳·۶H۲O تبدیل می شود که برای ذخیره سازی پایدار است و در صورت لزوم می تواند دوباره به نئودیمیوم خشک تبدیل شود. پس از آماده سازی، معمولاً با تصعید درجه حرارت بالا و در خلاء زیاد خالص می شود.

 

طیف ATR-IR کلرید نئودیمیم(III)

 

طیف ATR-IR کلرید نئودیمیم(III)

 

کاربردهای نئودیمیوم کلرید

 

تولید فلز نئودیمیم:

 

نئودیمیم (III) کلرید متداول ترین ترکیب اولیه برای تولید فلز نئودیمیم است. این ماده با کلرید آمونیوم یا فلوراید آمونیوم و اسید هیدروفلوئوریک یا با فلزات قلیایی یا قلیایی در فضای خلاء یا آرگون در دمای ۳۰۰-۴۰۰ درجه سانتیگراد گرم می شود:

 

NdCl۳ + ۳Li → Nd + 3LiCl

 

یک مسیر جایگزین الکترولیز مخلوط مذاب NdCl۳ بی آب و NaCl یا KCl در دمای حدود ۷۰۰ درجه سانتی گراد است. این مخلوط در آن دما ذوب می شود  حتی اگر دما از نقاط ذوب NdCl۳ و KCl  پایین تر باشد.

 

لیزر و تقویت کننده فیبر:

 

گرچه کلرید نئودیمیوم به خودی خود تابشی قوی ندارد، اما به عنوان منبع یون های  +Nd۳ برای مواد مختلف و ساطع کننده نور عمل می کند. دلیل استفاده از این ترکیب به جای نئودیمیم فلزی یا اکسید آن، در ساخت الیاف تجزیه آسان NdCl۳ در هنگام رسوب بخار شیمیایی است.

 

کلرید نئودیمیم (III) همچنین به عنوان افزودنی برای دیودهای ساطع کننده نور مادون قرمز استفاده می شود. علاوه بر این، لایه های نازک های آلی دوپ شده نئودیمیم نه تنها می توانند به عنوان LED عمل کنند، بلکه به عنوان فیلترهای رنگی باعث بهبود طیف انتشار LED می شوند.

 

تجزیه و تحلیل:

 

یکی دیگر از کاربردهای مهم نئودیمیوم کلرید در تجزیه و تحلیل است. از کلرید نئودیمیم (III) برای اصلاح دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود که یکی از محبوب ترین فوتوکاتالیست های غیر آلی برای تجزیه فنل، رنگ های مختلف و سایر آلاینده های فاضلاب است. عمل کاتالیزوری اکسید تیتانیوم باید توسط نور ماورا UV بنفش، یعنی نور مصنوعی فعال شود.

 

حفاظت کلرید نئودیمیم(III) در برابر خوردگی:

 

کاربردهای نئودیمیوم کلرید

 

گزارش شده است که پوشش آلومینیوم یا آلیاژهای مختلف آلومینیوم با کلرید نئودیمیم(III)، باعث ایجاد سطح بسیار مقاوم در برابر خوردگی می شود. در مقایسه با مهارکننده های خوردگی سنتی بر پایه کروم، NdCl۳ و سایر نمک های مواد کمیاب، سازگار با محیط زیست هستند و برای انسان و حیوانات بسیار سمی هستند.

 

عملکرد محافظتی این ماده بر روی آلیاژهای آلومینیوم بر اساس تشکیل هیدروکسید نئودیمیم نامحلول است. به عنوان یک کلرید، NdCl۳ به خودی خود یک ماده خورنده است، که گاهی اوقات برای آزمایش خوردگی سرامیک استفاده می شود.

 

برچسب گذاری مولکول های آلی:

 

لانتانیدها از جمله نئودیمیم، به دلیل درخشندگی زیاد معروف هستند و بنابراین به عنوان برچسب های فلورسنت به طور گسترده ای استفاده می شوند. به طور خاص، نئودیمیوم(III) کلرید در مولکول های آلی مانند DNA گنجانیده شده است، که می توان آن را به راحتی با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس طی واکنش های مختلف فیزیکی و شیمیایی ردیابی کرد.

 

 

منابع:

۱) www.en.wikipedia.org

۲) www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

 

 

جهت جستجوی این محصول اینجا جستجو کنید.

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