Vad är holmium-elementet?

1. Upptäckten av holmiumelement
Efter att Mosander separeradeerbiumochterbiumfrånyttriumÅr 1842 använde många kemister spektralanalys för att identifiera dem och fastställde att de inte var rena oxider av ett grundämne, vilket uppmuntrade kemister att fortsätta separera dem. Efter separationenytterbiumoxidochskandiumoxidFrån ytterbiumoxid separerade Cliff två nya oxider av grundämnen år 1879. En av dem fick namnet holmium för att minnas Cliffs födelseplats, det gamla latinska namnet på Stockholms huvudstad Holmia och grundämnessymbolen Ho. Senare, år 1886, separerade Boisbodran ytterligare ett grundämne från holmium, men namnet holmium behölls. Med upptäckten av holmium och några andra sällsynta jordartsmetaller avslutades den andra halvan av den tredje etappen av upptäckten av sällsynta jordartsmetaller.

Ho

2. Holmiums fysikaliska egenskaper
Holmium är en silvervit metall, mjuk och duktil; smältpunkt 1474 °C, kokpunkt 2695 °C, densitet 8,7947 g/cm³. Holmium är stabilt i torr luft och oxiderar snabbt vid höga temperaturer;holmiumoxidär det starkaste kända paramagnetiska ämnet. Holmiumföreningar kan användas som tillsatser för nya ferromagnetiska material;holmiumjodidanvänds för att tillverka metallhalogenlampor – holmiumlampor. Den är stabil i torr luft vid rumstemperatur och oxideras lätt i fuktig luft och vid höga temperaturer. Undvik kontakt med luft, oxider, syror, halogener och fuktigt vatten. Den frigör brandfarliga gaser vid kontakt med vatten; den är löslig i oorganiska syror. Den är stabil i torr luft vid rumstemperatur, men oxiderar snabbt i fuktig luft och över rumstemperatur. Den har aktiva kemiska egenskaper. Den bryter ner vatten långsamt. Den kan bindas till nästan alla icke-metalliska element. Den förekommer i yttriumsilikat, monazit och andra sällsynta jordartsmetaller. Den används för att tillverka magnetiska legeringsmaterial.

https://www.epomaterial.com/rare-earth-material-holmium-metal-ho-ingots-cas-7440-60-0-product/

3. Holmiums kemiska egenskaper
Den är stabil i torr luft vid rumstemperatur och oxideras lätt i fuktig luft och vid höga temperaturer. Undvik kontakt med luft, oxider, syror, halogener och fuktigt vatten. Den frigör brandfarliga gaser vid kontakt med vatten; den löses upp i oorganiska syror. Den är stabil i torr luft vid rumstemperatur, men oxiderar snabbt i fuktig luft och över rumstemperatur. Den har aktiva kemiska egenskaper. Den sönderdelar långsamt vatten. Den kan kombineras med nästan alla icke-metalliska element. Den förekommer i yttriumsilikat, monazit och andra sällsynta jordartsmetaller. Den används för att tillverka magnetiska legeringsmaterial. Liksom dysprosium är det en metall som kan absorbera neutroner som produceras vid kärnklyvning. I en kärnreaktor brinner den kontinuerligt å ena sidan och styr hastigheten på kedjereaktionen å andra sidan. Elementbeskrivning: Den har en metallisk glans. Den kan reagera långsamt med vatten och lösas upp i utspädd syra. Saltet är gult. Oxiden Ho₂O₂ är ljusgrön. Den löses upp i mineralsyra för att producera trevärd jon, gult salt. Elementkälla: Den framställs genom reduktionholmiumfluoridHoF3·2H2O med kalcium.
Föreningar
(1)Holmiumoxidär vit och har två strukturer: kroppscentrerad kubisk och monoklinisk. Ho₂O₃ är den enda stabila oxiden. Dess kemiska egenskaper och framställningsmetoder är desamma som för lantanoxid. Den kan användas för att tillverka holmiumlampor.
(2)HolmiumnitratMolekylformel: Ho(NO3)3·5H2O; Molekylmassa: 441,02; Är vanligtvis något skadligt för vattendrag. Låt inte outspädda eller stora mängder av produkten komma i kontakt med grundvatten, vattendrag eller avloppssystem. Släpp inte ut materialet i omgivande miljö utan myndighetstillstånd.

https://www.epomaterial.com/rare-earth-material-holmium-metal-ho-ingots-cas-7440-60-0-product/

4. Syntesmetod för holmium
1. Holmiummetallkan erhållas genom att reducera vattenfriholmiumtriklorid or holmiumtrifluoridmed metalliskt kalcium
2. Efter att holmium separerats från andra sällsynta jordartsmetaller genom jonbyte eller lösningsmedelsextraktionsteknik kan metallholmium framställas genom termisk reduktion. Litiumtermisk reduktion av sällsynta jordartsmetallklorid skiljer sig från kalciumtermisk reduktion av sällsynta jordartsmetallklorid. Reduktionsprocessen för den förra utförs i gasfas. Litiumtermisk reduktionsreaktor är uppdelad i två uppvärmningszoner, och reduktions- och destillationsprocesserna utförs i samma utrustning. Vattenfriholmiumkloridplaceras i den övre titanreaktordegeln (även HoCl3-destillationskammaren), och reduktionsmedlet metalliskt litium placeras i den nedre degeln. Därefter evakueras reaktionstanken av rostfritt stål till 7 Pa och värms sedan upp. När temperaturen når 1000 ℃ bibehålls den under en viss tid för att tillåtaHoCl3ånga och litiumånga reagerar fullständigt, och de reducerade fasta metallholmiumpartiklarna faller ner i den nedre degeln. Efter att reduktionsreaktionen är avslutad värms endast den nedre degeln upp för att destillera LiCl till den övre degeln. Reduktionsreaktionsprocessen tar vanligtvis cirka 10 timmar. För att producera renare metalliskt holmium bör reduktionsmedlet metalliskt litium vara 99,97 % högrent litium och dubbeldestillerat vattenfritt HoCl3 bör användas.

 

5. Användningsområden för holmium
(1) Används som tillsats för metallhalogenlampor. Metallhalogenlampor är en typ av gasurladdningslampa som utvecklats baserat på högtryckskvicksilverlampor. Deras kännetecken är att lamporna är fyllda med olika sällsynta jordartsmetallhalogenider. De huvudsakliga använda är sällsynta jordartsmetalljodider, som avger olika spektralfärger när gasen urladdas. Det arbetsämne som används i holmiumlampor är holmiumjodid, som kan uppnå en högre koncentration av metallatomer i ljusbågszonen, vilket avsevärt förbättrar strålningseffektiviteten.
(2) Holmium kan användas som tillsats för yttriumjärn eller yttriumaluminiumgranat;
(3) Holmiumdopad yttriumaluminiumgranat (Ho:YAG) kan avge 2μm lasrar. Absorptionshastigheten för 2μm lasrar av mänskliga vävnader är hög, nästan 3 storleksordningar högre än för HD:YAG. Därför kan Ho:YAG-lasrar, när man använder dem för medicinsk kirurgi, inte bara förbättra operationens effektivitet och noggrannhet, utan också minska det termiska skadeområdet. Den fria strålen som genereras av holmiumkristaller kan eliminera fett utan att generera överdriven värme, vilket minskar termiska skador på friska vävnader. Det rapporteras att USA använder holmiumlasrar för att behandla glaukom, vilket kan minska smärtan vid operation för patienter. Kinas 2μm laserkristall har nått internationell nivå, och vi bör kraftfullt utveckla och producera denna typ av laserkristall.
(4) En liten mängd holmium kan också tillsättas till den magnetostriktiva legeringen för att minska det externa fält som krävs för legeringens mättnadsmagnetisering.
(5) Dessutom kan holmiumdopad optisk fiber användas för att tillverka optiska fiberlasrar, optiska fiberförstärkare, optiska fibersensorer och andra optiska kommunikationsenheter, vilket kommer att spela en allt viktigare roll i dagens snabba utveckling av optisk fiberkommunikation.

Holmiumlaser Användningen av holmiumlaser har tagit behandlingen av urinstenar till en ny nivå. Holmiumlaser har en våglängd på 2,1 μm och är en pulserad laser. Det är den senaste av många lasrar som används vid kirurgiska operationer. Den genererade energin kan förånga vattnet mellan änden av den optiska fibern och stenen, vilket bildar små kavitationsbubblor och överföra energi till stenen och krossa stenen till pulver. Vatten absorberar mycket energi, vilket minskar skador på omgivande vävnader. Samtidigt är holmiumlaserns penetrationsdjup i mänsklig vävnad mycket grunt, endast 0,38 mm. Därför kan skadorna på omgivande vävnader minimeras vid krossning av stenar, och säkerheten är extremt hög.
Holmiumlaserlitotripsiteknik: medicinsk holmiumlaserlitotripsi, som är lämplig för hårda njurstenar, urinledare och blåsstenar som inte kan brytas med extrakorporeal stötvågslitotripsi. Vid användning av medicinsk holmiumlaserlitotripsi passerar den tunna optiska fibern från den medicinska holmiumlasern genom urinröret och urinledaren med hjälp av ett cystoskop och ett flexibelt ureteroskop för att nå blåsstenarna, urinledaren och njurstenarna, och sedan manipulerar urologen holmiumlasern för att bryta stenarna. Fördelen med denna behandlingsmetod är att den kan lösa urinledare, blåsstenar och de flesta njurstenar. Nackdelen är att för vissa stenar i njurens övre och nedre bägare kommer en liten mängd stenar att finnas kvar eftersom holmiumlaserfibern som kommer in från urinledaren inte kan nå stenplatsen.
Holmiumlaser är en ny typ av laser som produceras av en pulserande solid laseranordning tillverkad av laserkristall (Cr:Tm:Ho:YAG) med yttriumaluminiumgranat (YAG) som aktiveringsmedium och dopad med sensibiliserande joner krom (Cr), energiöverföringsjoner tulium (Tm) och aktiveringsjoner holmium (Ho). Den kan användas vid operationer på avdelningar som urologi, öron-näsa-hals, dermatologi och gynekologi. Denna laserkirurgi är icke-invasiv eller minimalinvasiv och patienten kommer att uppleva mycket lite smärta under behandlingen.


Publiceringstid: 14 november 2024