Novas - Que é o elemento holmio?

1. Descubrimento dos elementos de holmio
Despois da separación de MosandererbioeterbiodeitrioEn 1842, moitos químicos empregaron análises espectrais para identificalos e determinaron que non eran óxidos puros dun elemento, o que animou aos químicos a continuar separándoos. Despois de separalosóxido de iterbioeóxido de escandioA partir do óxido de iterbio, Cliff separou dous novos óxidos de elementos en 1879. Un deles chamouse holmio para conmemorar o lugar de nacemento de Cliff, o antigo nome latino de Estocolmo, a capital de Suecia, Holmia, e o símbolo do elemento Ho. Máis tarde, en 1886, Boisbodran separou outro elemento do holmio, pero o nome de holmio conservouse. Co descubrimento do holmio e algúns outros elementos de terras raras, completouse a outra metade da terceira etapa do descubrimento dos elementos de terras raras.

2. Propiedades físicas do holmio
O holmio é un metal branco prateado, brando e dúctil; punto de fusión 1474 °C, punto de ebulición 2695 °C, densidade 8,7947 g/cm³. O holmio é estable ao aire seco e oxídase rapidamente a altas temperaturas;óxido de holmioé a substancia paramagnética máis forte coñecida. Os compostos de holmio pódense usar como aditivos para novos materiais ferromagnéticos;ioduro de holmioÚsase para fabricar lámpadas de haloxenuros metálicos (lámpadas de holmio). É estable no aire seco a temperatura ambiente e oxídase facilmente no aire húmido e a altas temperaturas. Evite o contacto co aire, óxidos, ácidos, halóxenos e auga húmida. Libera gases inflamables ao entrar en contacto coa auga; é soluble en ácidos inorgánicos. É estable no aire seco a temperatura ambiente, pero oxídase rapidamente no aire húmido e por riba da temperatura ambiente. Ten propiedades químicas activas. Descompón a auga lentamente. Pode combinarse con case todos os elementos non metálicos. Existe no silicato de itrio, monacita e outros minerais de terras raras. Úsase para fabricar materiais de aliaxe magnética.

3. Propiedades químicas do holmio
É estable no aire seco a temperatura ambiente e oxídase facilmente no aire húmido e a altas temperaturas. Evite o contacto co aire, óxidos, ácidos, halóxenos e auga húmida. Libera gases inflamables ao entrar en contacto coa auga; disólvese en ácidos inorgánicos. É estable no aire seco a temperatura ambiente, pero oxídase rapidamente no aire húmido e por riba da temperatura ambiente. Ten propiedades químicas activas. Descompón lentamente a auga. Pódese combinar con case todos os elementos non metálicos. Existe no silicato de itrio, monacita e outros minerais de terras raras. Úsase para fabricar materiais de aliaxe magnética. Do mesmo xeito que o disprosio, é un metal que pode absorber os neutróns producidos pola fisión nuclear. Nun reactor nuclear, arde continuamente por unha banda e controla a velocidade da reacción en cadea pola outra. Descrición do elemento: Ten un brillo metálico. Pode reaccionar lentamente coa auga e disolverse en ácido diluído. O sal é amarelo. O óxido Ho2O2 é verde claro. Disólvese en ácido mineral para producir un sal amarelo de ións trivalentes. Fonte do elemento: Faise mediante a reduciónfluoruro de holmioHoF3·2H2O con calcio.
Compostos
(1)Óxido de holmioé branco e ten dúas estruturas: cúbica centrada no corpo e monoclínica. O Ho2O3 é o único óxido estable. As súas propiedades químicas e métodos de preparación son os mesmos que os do óxido de lantano. Pódese usar para fabricar lámpadas de holmio.
(2)nitrato de holmioFórmula molecular: Ho(NO3)3·5H2O; Masa molecular: 441,02; Normalmente é lixeiramente nocivo para as masas de auga. Non permita que cantidades elevadas ou sen diluír do produto entren en contacto con augas subterráneas, vías fluviais ou sistemas de sumidoiros. Non verta o material no medio ambiente circundante sen permiso gobernamental.

4. Método de síntese do holmio
1. holmio metálicopódese obter reducindo anhidrotricloruro de holmio or trifluoruro de holmiocon calcio metálico
2. Despois de separar o holmio doutros elementos de terras raras mediante tecnoloxía de intercambio iónico ou extracción con solventes, o holmio metálico pódese preparar mediante redución térmica de metais. A redución térmica de litio do cloruro de terras raras é diferente da redución térmica de calcio do cloruro de terras raras. O proceso de redución da primeira lévase a cabo en fase gasosa. O reactor de redución térmica de litio divídese en dúas zonas de quentamento e os procesos de redución e destilación lévanse a cabo no mesmo equipo. Anhidrocloruro de holmiocolócase no crisol de titanio superior do reactor (tamén a cámara de destilación de HoCl3) e o axente redutor de litio metálico colócase no crisol inferior. Despois, o tanque de reacción de aceiro inoxidable é evacuado a 7 Pa e logo quéntase. Cando a temperatura alcanza os 1000 ℃, mantense durante un certo tempo para permitir que oHoCl3vapor e vapor de litio reaccionen completamente, e as partículas sólidas de holmio metálico reducido caen no crisol inferior. Unha vez completada a reacción de redución, só se quenta o crisol inferior para destilar LiCl no crisol superior. O proceso de reacción de redución xeralmente leva unhas 10 horas. Para producir holmio metálico máis puro, o axente redutor litio metálico debe ser litio de alta pureza ao 99,97 % e débese usar HoCl3 anhidro bidestilado.

5. Aplicacións do holmio

(1) Úsase como aditivo para lámpadas de haloxenuros metálicos. As lámpadas de haloxenuros metálicos son un tipo de lámpada de descarga de gas desenvolvida a partir de lámpadas de mercurio de alta presión. A súa característica é que as lámpadas están cheas de varios haloxenuros de terras raras. Os principais utilizados son os ioduros de terras raras, que emiten diferentes cores espectrais cando se descarga o gas. A substancia de traballo utilizada nas lámpadas de holmio é o ioduro de holmio, que pode obter unha maior concentración de átomos metálicos na zona de arco, mellorando así en gran medida a eficiencia da radiación.

(2) O holmio pódese empregar como aditivo para o granate de itrio-ferro ou de itrio-aluminio;

(3) O granate de itrio e aluminio dopado con holmio (Ho:YAG) pode emitir láseres de 2 μm. A taxa de absorción dos láseres de 2 μm polos tecidos humanos é alta, case 3 ordes de magnitude superior á do Hd:YAG. Polo tanto, ao usar láseres Ho:YAG para cirurxía médica, non só se pode mellorar a eficiencia e a precisión da cirurxía, senón tamén reducir a área de dano térmico a un tamaño máis pequeno. O feixe libre xerado polo cristal de holmio pode eliminar a graxa sen xerar calor excesivo, reducindo así o dano térmico aos tecidos sans. Informouse de que os Estados Unidos usan láser de holmio para tratar o glaucoma, o que pode reducir a dor da cirurxía para os pacientes. O nivel do cristal láser de 2 μm de China alcanzou o nivel internacional e deberiamos desenvolver e producir vigorosamente este tipo de cristal láser.

(4) Tamén se pode engadir unha pequena cantidade de holmio á aliaxe magnetoestrictiva para reducir o campo externo necesario para a magnetización por saturación da aliaxe.

(5) Ademais, a fibra óptica dopada con holmio pódese empregar para fabricar láseres de fibra óptica, amplificadores de fibra óptica, sensores de fibra óptica e outros dispositivos de comunicación óptica, que xogarán un papel máis importante no rápido desenvolvemento actual da comunicación por fibra óptica.

Láser de holmio A aplicación do láser de holmio levou o tratamento dos cálculos urinarios a un novo nivel. O láser de holmio ten unha lonxitude de onda de 2,1 μm e é un láser pulsado. É o último dos moitos láseres que se empregan en operacións cirúrxicas. A enerxía xerada pode vaporizar a auga entre o extremo da fibra óptica e o cálculo, formando pequenas burbullas de cavitación e transmitindo enerxía ao cálculo, esmagándoo ata convertelo en po. A auga absorbe moita enerxía, o que reduce os danos nos tecidos circundantes. Ao mesmo tempo, a profundidade de penetración do láser de holmio no tecido humano é moi pequena, de só 0,38 mm. Polo tanto, ao esmagar cálculos, pódense minimizar os danos nos tecidos circundantes e a seguridade é extremadamente alta.
Tecnoloxía de litotricia láser de holmio: litotricia láser de holmio médica, axeitada para cálculos renais duros, cálculos ureterais e cálculos vesicais que non se poden romper mediante litotricia por ondas de choque extracorpóreas. Ao usar a litotricia láser de holmio médica, a fina fibra óptica do láser de holmio médico atravesa a uretra e o uréter coa axuda dun cistoscopio e un ureteroscopio flexible para chegar aos cálculos vesicais, ureterais e cálculos renais, e despois o urólogo manipula o láser de holmio para romper os cálculos. A vantaxe deste método de tratamento é que pode resolver cálculos ureterais, cálculos vesicais e a maioría dos cálculos renais. A desvantaxe é que, para algúns cálculos nos cálices superiores e inferiores do ril, quedará unha pequena cantidade de cálculos porque a fibra láser de holmio que entra desde o uréter non pode chegar ao lugar do cálculo.
O láser de holmio é un novo tipo de láser producido por un dispositivo láser sólido pulsado feito de cristal láser (Cr:Tm:Ho:YAG) con granate de itrio e aluminio (YAG) como medio de activación e dopado con ións sensibilizantes de cromo (Cr), ións de transferencia de enerxía de tulio (Tm) e ións de activación de holmio (Ho). Pode utilizarse en cirurxías en departamentos como uroloxía, otorrinolaringoloxía, dermatoloxía e xinecoloxía. Esta cirurxía láser non é invasiva ou minimamente invasiva e o paciente experimentará moi pouca dor durante o tratamento.

Data de publicación: 14 de novembro de 2024