稀土氧化物
2017-06-06 17:50:02
稀土氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc） 和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土氧化物在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。稀土氧化物的原子结构可以用4fx5d16s2 表示，x 从0→14。稀土元素从
金属
变成离子后，4f 轨道的外侧仍包围着5s25p6的电子云，失去6s2 电子及5d1 或4f 失去一个电子，形成4fx5s25p6的电子结构。在稀土
金属
中，6s 电子和5d 电子形成导带，4f 电子则在原子中定域，这种4f 电子的定域化和不完全填充都将反映在它们的种种物性之中。目前来说,稀土氧化物有多种，如LnO，Ln2O3 和LnO2，其中Ln2O3较常见。
钴的氧化物及氢氧化物
2019-01-31 11:06:04
一、钴的氧化物
钴能生成三种氧化物：CoO，Co3O4，Co2O3。前两种安稳，后者只能在低于3oO℃下存在。而CoO2只能在阳极氧化法中制得，常呈含水的氢氧化物呈现。
（一） CoO：它是钴的碳酸盐或钴的其它氧化物或Co（OH）3在中性或微复原性气氛中煅烧的终究产品。纯CoO在室温下易于吸收氧而生成高价的氧化物Co2O3，Co3O4，煅烧温度越高，吸收的氧越少。如要获得适当纯的CoO，煅烧温度有必要高于1050℃，且煅烧后须在慵懒气氛或弱复原性气氛中冷却。高于850℃时CoO是安稳的，1000℃时离解压为3.36×10－12大气压。随制取办法不同，CoO呈灰绿色至暗灰色，CoO分子量为94.97，理论上含钴为78.65%，用于冶金和化学方面的多为灰色CoO，一般含Co76%,常含有少数Co3O4。
CoO晶体为面心立方体，晶格参数为4.2sA，比重6.2～6.6，生成热为55.6～57.5千卡／摩尔分子，熔点为1810℃。钴氧化成CoO在不同的温度规模内的自由焓改变式分别为：
当温度在120～200℃时，高价氧化钴开端被H2和CO复原。CoO复原反响的平衡常数跟着温度的改变如下：
CoO水化物的分子式为Co（OH）2，溶度积约为1.6×10－18，它极易溶解于热酸中。
（二）Co2O3：分子量为165.88，理论含钴量为71.03%。许多人在氧压为100大气压下氧化CoO或低温从Co（N3O）3，CoCl3中制得含氧量挨近或等于Co2O3计量式中的含氧量再经结构分析依然不是Co2O3。但只在阳极氧化法中制得含水的Co2O3，在低于200℃时脱水得到Co2O3。
（三）Co3O4：理论含钴量为73.43%，分子量为240.82,黑色。在400～900℃的空气中或在300～400℃的氧气中氧化CoO时生成Co3O4。Co3O4于250～400℃的氧气中，因为接连氧化或或许因为化学吸附，而变为Co2O3，但仍坚持Co3O4的尖晶石结构。当高于450℃时离解或脱吸，氧化物的成分可回复或Co3O4。
当CoCO3或含水三氧化二钴在空气中加热到高于265℃而不超越800℃时，构成Co3O4。
因为钴的氧化物相互间易于生成固溶体，因此，难于测定各自的离解压及安稳温度规模，一般以为Co2O3·nH2O在250～280℃彻底分解为Co3O4。Co3O4的离解压可按lg Po2＝－ +13.3636算出，故知空气中Co3O4在910～920℃内大部分离解为CoO，至980℃可按下式离解彻底，生成的CoO仍具有原Co3O4的尖晶石结构。
Co3O4极难溶干稀硫酸中。
图1是600℃～1490℃间氧在固体金属钴中的溶解度。875℃时氧的溶解度急剧下降是因为钴发生了晶形改变。当溶解O20.26%（适当于CoO1%）时则呈现共晶，其温度为1446℃。与含CoO3.3%和CoO14.6%相对应的凝结温度为1600℃和1700℃。图1 Co－O系状态图
二、钴的氢氧化物
（一）Co（OH）2：它是弱的化合物，极易溶解于酸，而难溶于水。 溶度积为1.6×10－18。当NaOH参加钴盐溶液中，则生成Co（OH）2，因颗粒、吸附离子、时刻、温度和碱度等要素的不同，可呈蓝色、绿色和赤色。pH＝6～7和室温时，开始分出的蓝色沉淀物为α－Co（OH）2。老化变为安稳的玫瑰色β－Co（OH）2，两者的溶度积均约为10－12.8。
Co（OH）2在常温下易被空气中的氧部分地氧化成Co（OH）3：Co（OH）2在无机酸和有机酸中能很好溶解并生成相应的盐。多种氧化剂在有碱存在的情况下，能将Co（OH）2和二价钴盐的溶液氧化成Co（OH）3。
（二）Co（OH）3：这是一种易吸水的不安稳化合物，难溶于水，溶度积为2.5×10－43。较易溶于和中，难溶于硫酸中。
稀土氧化物
2017-06-06 17:50:03
稀土氧化物稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc） 和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。 氧化铷（Rb2O），是铷的氧化物之一，呈黄色，有很强的潮解性。 铷在空气中燃烧时，主要生成的是过氧化铷，只有少量的氧化铷和超氧化铷生成。当
金属
铷被露置于空气中时，它会很快氧化，失去
金属
光泽，并产生一系列有颜色的氧化产物。其中生成了铷的低氧化物，例如青铜色的Rb6O和红棕色的Rb9O2。铷最终的氧化产物主要是过氧化铷。Ln 系稀土元素的原子结构 稀土元素的原子结构可以用4fx5d16s2 表示，x 从0→14。稀土元素从
金属
变成离子后，4f 轨道的外侧仍包围着5s25p6的电子云，失去6s2 电子及5d1 或4f 失去一个电子，形成4fx5s25p6的电子结构。在稀土
金属
中，6s 电子和5d 电子形成导带，4f 电子则在原子中定域，这种4f 电子的定域化和不完全填充都将反映在它们的种种物性之中。 4f 电子位于原子内层轨道，5s25p6 电子云对其有屏蔽作用，4f 轨道伸展的空间很小，所以受结晶场、配位体场等的影响很小；与此相反，其自旋（MS）与轨道（ML）的相互作用都很大，使得f- f 电子轨道L 与自旋S 相互耦合作用，E4f 分裂成许多能级有微小差别的能级亚层，每一个亚层对映一个光谱项2s+1L。 稀土元素化合价有多种价态，并存在变价作用。铈、钐、铕等在一些化合物中，其原子价为3 价、4 价或2 价和3 价共存，而且这种原子价的变化有的极快，有的极慢，十分引人注目。稀土离子电价高，半径大，易受极化，极化强度愈高折射率愈大，在陶瓷颜料中利用稀土离子的高折射率，使装饰画面色泽鲜艳。与普通釉彩颜料相比，加入稀土的颜料色泽加深。 从La 到Lu 的稀土元素都容易失掉2 个6s 电子，1 个5d电子或4f 电子，形成三价正离子（4fx5s25p6）,因此稀土元素的氧化物大多是Ln2O3。此外镧系元素的4f0、4f7、4f14（全空、半充满、全充满）电子排列较稳定，一般具有该结构型的离子都是无色的。 稀土氧化物有多种，如LnO，Ln2O3 和LnO2，其中Ln2O3较常见。随着原子序数的递增，电子被填充在4f 轨道上，其电子结构、离子的价态及三价离子的颜色详见附表1。 稀土离子的4f 亚层被外层（5s2）（5p6）电子壳层所屏蔽，致使4f 亚层受邻近其它离子的势场（结晶场）影响很小，其线状谱线基本保持自由离子的线状光谱特征，这与过渡元素的d- d 跃迁不同，d 亚层处于过渡
金属
离子的最外层，没有屏蔽层的保护，受配位场或晶体场影响较大，谱线不稳定，容易造成同一元素在不同化合物中的吸收光谱出现差别，导致颜色不稳定。稀土元素的电子能级和谱线比其它元素丰富多样，它们在从紫外光、可见光到红外光区都有吸收或发射现象，是非常好的色谱较广的
有色
物质。 以上是稀土氧化物的介绍,更多信息请详见上海
有色金属
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锑的氧化物
2019-02-18 15:19:33
锑与氧可构成一系列氧化物，其中有Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、Sb6O13、Sb2O及气态的SbO，但只要前三种在工业上具有含义，其他氧化物多为锑的不同出产过程中的过渡产品，氧化锑的物理和化学性质列于下表。
表 氧化锑的物理和化学性质品种物理性质化学性质三氧化二锑
Sb2O3在常温下为白色粉末，受热时为黄色，有立方和斜方两种晶系，立方转变为斜方的温度为570℃。立方晶系为Sb4O6分子组成，密度为5.28g∕cm3，斜方晶体为5.67g∕cm3，熔点656℃，蒸发热36.33～37.29kJ∕mol，沸点依据不同材料为1327℃或1435℃；
蒸气压（Pa）与温度的关系式为：
立方晶形Sb2O3lgp＝14.320～10357∕T
斜方晶形Sb2O3lgp＝13.433～9625∕T
液体Sb2O3lgp＝7.443－3900／T锑或硫化锑在空气中加热蒸发出来的Sb2O3，主要为立方晶系；由SbCl3水解生成的Sb2O3为斜方晶体。Sb2O3为氧化物，在水中的溶解度仅0.01g∕L，也难溶于稀硫酸和稀硝酸，浓硝酸可使其氧化为高价氧化物。易溶于碱性金属硫化物构成硫代亚锑酸盐，能彻底溶于
酒石酸，如溶于酒石酸钾，构成，即吐酒石。Sb2O3易被C或CO还原为金属锑四氧化二锑
Sb2O4白色结晶属立方晶系，密度为6.59～7.5g∕cm3，生成热－895.811kJ∕mol具有不熔化和不蒸发的特色。最适合时生成温度为500～900℃，超越900℃即开端离解，达1030℃能够彻底离解。微溶于水，溶于，不溶于其他酸类，但溶于碱溶液。分子式可写为SbO2，其组成可认为是Sb2O3和Sb2O5的混晶Sb2O5棕黄色粉末，分子式为Sb2O5·nH2O，大约相当于Sb2O5·3.5H2O，可由SbCl4水解取得，加热至700℃，即变为白色粉末一般认为是一种水合物的胶体，稍溶于水，不溶于硝酸，可溶于碱性溶液
锑的氧化物及其水合物
2019-02-11 14:05:30
一、三氧化二锑及亚锑酸 Sb4O6为白色立方晶体，熔点929K，沸点1698K。和磷的氧化物相同，三氧化二锑也是以Sb4四面体为结构根底的，以Sb4O6方式存在的分子晶体，其结构和P4O6类似。
Sb4O6是偏碱性的氧化物，难溶于水，易溶于酸和碱。 Sb2O3＋3H2SO4Sb2（SO4）3＋3H2O Sb2O3＋2NaOH2NaSbO2＋H2O 亚锑酸盐在碱性介质中是一个较强的还原剂：
［H3SbO6］4－＋H2O＋2eSbO2－＋5OH－ ψBθ=－0.4V
二、及锑酸
为淡黄色粉末，是偏酸性氧化物，难溶于水，不溶于硝酸溶液，但溶于碱生成锑酸盐。如溶于KOH溶液生成锑酸钾K［Sb（OH）6］，锑酸钾是判定Na＋的试剂。锑酸 H［Sb（OH）6］是一元酸（K＝4.0×10－6），它与同周期的H6TeO6、H5IO6有相同的结构，都是六配位八面体结构，并且它们互为等电子体。锑酸及其盐最杰出的性质是氧化性，且从As、Sb到Bi，其＋Ⅴ氧化态的氧化性顺次增强。
H［Sb（OH）6］＋2HClH［Sb（OH）4］＋Cl2＋2H2O
钽铌五氧化物制取
2019-03-05 12:01:05
铌钽氧化物能够用在空气中加热金属、碳化物氧化、氮化物氧化等办法制取，生产上一般选用中和沉积法和晶体热分化法制取。此外还有氯化物水解法。制备办法不同，氧化物的一些物理化学性质不尽相同。例如，氧化铌的密度可在4.3～5.2g/cm3之间改变；中和法和水解法氧化物残留有F或Cl，简略受潮；晶体分化法产品无F或Cl污染问题，粒度细，不受潮。
一、中和沉积法
中和沉积法是工业上使用最多的办法。质料主要是含钽或铌的反萃取液，用作沉积剂，反应为：
H2NbF7＋7NH3＋5H2O＝Nb（OH）5↓＋7NH4F
H2NbOF5＋5NH3＋4H2O＝Nb（OH）5↓＋5NH4F
H2TaF7＋7NH3＋5H2O＝Ta（OH）5↓＋7NH4F
中和为放热反应，沉积结尾pH＝8～9，中和时沉积物易吸附F－、SO4－等，为下降氟等杂质的吸附，操控沉积温度为80℃，沉积物过滤也用80～90℃的纯水洗刷，至滤液中含F－＜0.1g/L。所得滤饼先烘干，然后进行热解，氢氧化物热解进程分别为：
此办法的缺点在于：过滤难度大；所得的氢氧化物沉积吸附性强，难于彻底脱除F－；沉积、过滤、洗刷、枯燥、煅烧需求很多设备。
二、晶体分化法
晶体分化法的质料为草酸铌晶体。该晶体由溶剂萃取的反萃取液蒸腾浓缩或将氢氧化铌溶于草酸溶液中取得。工艺上选用工业氧化铌和工业草酸，溶解温度70～75℃，溶解后趁热过滤除掉固体杂质，随之冷却结晶，离心过滤后的晶体再重结晶一次即可取得合格晶体。最终将晶体进行热分化。分化时晶体在100℃下脱去结晶水，180℃开端分化（焚烧），350℃氧化铌开端向嫩黄色（氧化铌晶格氧缺点引起）改变，500℃时分化结束。分化反应为：
2（NH4）3[NbO（C2H4）3]＋21O2→Nb2O5＋6NH3↑＋12CO2＋15H2O
该办法的工艺、设备和设备原料、操作等都很简略。产品不含氟，纯度高（＞99.99%），有利于使用。
我国工业级和高纯级氧化铌和氧化钽国家标准见表1～表4。
表1 五氧化二铌国标（GB3627－83）（不大于） （%）元 素FNb2O5－1FNb2O5－2FNbO－3元 素FNb2O5－1FNb2O5－2FNbO－3Ta0.050.10.3Cu0.0030.0050.005Ti0.0010.0040.01Al0.0030.0050.05F0.0030.010.03Si0.0050.020.04Mo0.0020.005－As，Sb，Pb－－0.005Cr0.0020.005－S，P－－0.01Mn0.0020.005－F－－－0.15Fe0.0050.020.04粒度/目－60－60－60Ni0.0050.020.04
表2 五氧化二钽世界（GB3626－83）（不大于） （%）元 素FTa2O5－1FTa2O5－2FTa2O5－3元 素FTa2O5－1FTa2O5－2FTa2O5－3Nb0.0030.050.3Ni0.0040.01－Ti0.0010.0050.03Cu0.0040.01－F0.0010.006－Al0.0020.0040.015Mo0.0010.0030.005Si0.0040.020.05Cr0.0010.004－F－0.100.150.15Mn0.0010.0040.005粒度/目－80－80－80Fe0.0040.020.003
表3 高纯氧化铌国标（GB10578－89）（不大于） （10－4%）杂质元素特级
FNb2O5－045一级
FNb2O5－04二级
FNb2O5－035杂质元素特级
FNb2O5－045一级
FNb2O5－04二级
FNb2O5－035Ta1530100Mo3510Al3510Ni2310B2－－Pb3－－Bi1－－Si71350Cr2310Sn135Cu3510Ti135F5090150F－3510Fe3510粒度/目－60－60－60Mn135
表4 高纯氧化铌国标（GB10577－89）（不大于） （10－4%）杂质元素特级
FTa2O5－045一级
FTa2O5－04二级
FTa2O5－035杂质元素特级
FTa2O5－045一级
FTa2O5－04二级
FTa2O5－035Nb153080Mo3510Al3510Ni1310B1－－Pb3－－Bi1－－Si71350Cr1310Sn135Cu3510Ti135F3070150F－3510Fe3510粒度/目－60－60－60Mn135
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
为何石墨软，石墨烯“硬”？
2019-01-03 09:37:04
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
漫画简介石墨烯！
2019-03-08 09:05:26
石墨烯被称为“黑金”，又被称为“新材料之王”，是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料，极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。
石墨烯的制备上，多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用，单晶石墨烯工业组成办法仍未找到，因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体，一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点，也是推进职业开展的要害点。而在使用层面，未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。
铁氧化物的分解、还原与再氧化（一）
2019-02-14 10:39:59
氧化物的分化、复原及再氧化反响是烧结进程中化学反响中一个重要部分，它影响烧结矿的矿藏组成及液相的构成，然后影响烧结矿的质最。例如恰当操控烧结气氛以削减铁氧化物的复原进程，促进Fe2O3生成而削减FeO的构成，这有利于烧结矿复原性的进步。 （一）铁氧化物的分化 烧结猜中有许多氧化物，在铁猜中主要是铁或锰氧化物，在熔剂中有钙镁氧化物，这些氧化物在烧结进程中是否发作分化反响决定于它们的化学反响式的平衡常数(Kp)及等压位的改变(ΔZ)一般金属氧化物的分化可按下式表明： 2MeO=2Me+O2 如MeO及Me是以固相存在而不相互熔解，则上式的反响平衡常数即等于分化压力： Kp=Po2 分化压力与反响的标准等压位的关系为： ΔZo=-KTlnPo2 当气相中氧的分压为P′o2时，则 当Po2＞P′o2时,ΔZ＜0氧化物分化， 当Po2＜P′o2时,ΔZ＞0反响向生成氧化物的方向进行； 当Po2=P′o2时,ΔZ=0反响趋于平衡状况。 在大气中P′o2=0.21而大多数金属氧化物的分化压力比0.21气压小得多，所以大多数金属氧化物在大气中是比较安稳的。
[next]
MnO2,Mn2O3,Fe2O3的分化压力比较大，MnO2在460℃的分压为0.21,550℃的分压为1.0大气压(98066.5帕),Mn2O3到达相应分压的温度为927℃及1100℃因而铁锰的高档氧化物(即氧化程度高的氧化物)在烧结进程中枯燥带或预热带就开端分化乃至已很剧烈，而Fe2O3在1383℃分化压力为0.21,在1452℃分化压力为1.0,要比锰的高档氧化物分化困难一些。在烧结条件下，烧结冷却带的气体的实践压力为0.9大气压(0.9×98066.5帕），所以氧的分压为0.18～0.气压(0.9×98066.5帕);预热带废气含氧8～10%,氧的分压在0.072～0.09大气压(×98066.5帕),在焚烧带烧结温度可达1350～1450℃,氧的分压接近碳粒处则比预热带的更低，因而Fe2O3发作分化或剧烈分化。磁铁矿Fe3O4在1500℃只要10-7.5气压(×98066.5帕),所以在烧结条件下分化是不可能的。但在有SiO2存在的条件下，温度高于1300～1350℃,它可按下式进行分化： 2Fe3O4+3SiO2=3(FeO)2·SiO2+O2 浮士体(FexO)的热分化在烧结条件下是不可能的，由于它的分化压力在同一温度下比Fe3O4还低。 可以用下式核算FeO的分化温度： 因而在烧结条件下FeO不可能分化。烧结猜中还有许多氧化物，其分化压力比FeO还要小，因而要求分化温度更高。但凡ΔZ°负值愈大，金属与氧亲和力越大，即该金属氧化物愈不易分化，从图中看到钙、镁氧化物，其ΔZ°最小，因而在烧结的温度及气氛下不发作任何分化。 （二）铁氧化物的复原 在烧结进程中，接近燃料颗粒处存在着复原性气体CO以及赤热燃料粒，所以有很强的复原性气氛，因而烧结猜中铁、锰等氧化物及液相中的铁、锰氧化物将遭到复原。 即A,B,C,D分别为Fe2O3、Fe3O4、FeO及Fe的安稳区，见图2当有过剩的固定碳存在时，铁的各级氧化物的复原反响产品决定于气化反响的平衡曲线CO2+C=2CO,见图3.
氧化石墨烯
