Holmiumoxid oder Holmiumoxid ist eine chemische Verbindung aus einem Seltenerdmetall Holmium und Sauerstoff mit der Formel Ho2O3. Zusammen mit Dysprosiumoxid Holmiumoxid ist eines der am stärksten paramagnetischen Substanzen bekannt. Das Oxid, auch genannt Holmia tritt als eine Komponente des zugehörigen Erbiumoxid Mineral Erbiumoxid. Typischerweise die Oxide der dreiwertigen Lanthaniden existieren in der Natur und der Trennung dieser Komponenten erfordert spezielle Methoden. Holmiumoxid wird bei der Herstellung von Spezialfarbgläser verwendet. Glas mit Holmiumoxid und Holmiumoxid Lösungen haben eine Reihe von scharfen optischen Absorptionspeaks im sichtbaren Spektralbereich. Sie werden daher die traditionell als eine bequeme Kalibriernormal für optische Spektralphotometer verwendet.
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Erscheinung
Holmiumoxid hat einige recht dramatische Farbänderungen abhängig von den Lichtverhältnissen. Bei Tageslicht ist es eine bräunlich gelbe Farbe. Unter Trichromie-Licht, ist es ein feuriges Orange rot, kaum von der Art und Weise Erbiumoxid sieht im Rahmen dieser gleichen Beleuchtung. Dies ist auf die scharfen Emissionsbanden der Leuchtstoffe zusammen. Holmiumoxid hat eine breite Bandlücke von 5,3 eV und damit sollte farblos erscheinen. Die gelbe Farbe stammt aus reichlich vorhandenen Gitterdefekte und ist mit internen Übergänge an den Ho-Ionen zusammen.
Kristalline Struktur
Holmiumoxid ist kubisch, aber ziemlich komplexe Struktur mit vielen Atomen pro Einheitszelle und einer großen Gitterkonstante von 1,06 nm. Diese Struktur ist charakteristisch für Oxide der schweren Seltenerdelemente, wie Tb2O3, Dy2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3 und Lu2O3. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Ho2O3 ist auch bei 7,4 & mgr; m / ° C relativ groß.
Chemical
Behandeln Holmiumoxid mit Chlorwasserstoff oder mit Ammoniumchlorid liefert die entsprechende Holmium Chlorid:
Geschichte
Holmium wurde von Marc Delafontaine und Jacques-Louis Soret im Jahre 1878, der die anomale spektrographischen Absorptionsbanden des damals noch unbekannten Element bemerkt entdeckt. Später im Jahre 1878, Per Teodor Cleve unabhängig voneinander entdeckt das Element während er an Erbiumoxid Erde arbeiten.
Verwendung des von Carl Gustav Mosander entwickelten Verfahren Cleve zuerst entfernt alle bekannten Verunreinigungen aus Erbiumoxid. Das Ergebnis dieser Bemühungen war zwei neue Materialien, ein braunes und ein grünes. Er nannte die braune Substanz Holmia und die grüne Thulia. Holmia wurde später festgestellt, dass die Holmiumoxid und Thulia war Thuliumoxid.
Auftreten
Holmiumoxid tritt in Spuren in der Mineralien Gadolinit, Monazit und anderen seltenen Erden Mineralien. Holmium Metall leicht oxidiert an der Luft; daher Vorhandensein von Holmium in der Natur ist gleichbedeutend mit der Holmia. Mit der Fülle von 1,4 mg / kg, ist Holmium der 56. häufigste Element. Die wichtigsten Bergbaugebiete sind China, USA, Brasilien, Indien, Sri Lanka und Australien mit Reserven von Holmiumoxid als 400.000 Tonnen geschätzt.
Herstellung
Ein typischer Extraktionsverfahren Holmiumoxid kann wie folgt vereinfacht werden: Die Mineralstoffmischungen werden zerkleinert und gemahlen. Monazit aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften kann durch wiederholte elektromagnetische Trennung abgetrennt werden kann. Nach der Trennung wird mit heißer, konzentrierter Schwefelsäure, wasserlösliche Sulfate mehrerer Seltenerdelemente erzeugen behandelt. Die sauren Filtrate werden partiell mit Natronlauge auf pH 3-4 neutralisiert. Thorium fällt aus der Lösung als Hydroxid und wird entfernt. Danach wird die Lösung mit Ammoniumoxalat behandelt, um seltene Erden in ihrer unlöslichen Oxalate umzuwandeln. Die Oxalate werden Oxide durch Glühen umgewandelt. Die Oxide werden in Salpetersäure, die eine der Hauptkomponenten, Cer, dessen Oxid in HNO3 unlöslichen ausschließt gelöst.
Die effizienteste Trennung Routine für Holmiumoxid der Seltenen Erden ist der Ionenaustausch. In diesem Verfahren werden Seltenerd-Ionen auf geeigneten Ionenaustauscherharz durch Austausch mit Wasserstoff, Ammonium oder ein in dem Harz vorhanden Kupferionen adsorbiert. Seltenerdionen werden dann selektiv durch geeignete Komplexbildner gewaschen, beispielsweise Ammoniumcitrat oder nitrilotracetate.
Anwendungen
Holmiumoxid ist eines der für die Zirkonia und Glas, die Bereitstellung gelbe oder rote Färbung verwendeten Farbstoffe. Glas mit Holmiumoxid und Holmiumoxid Lösungen haben scharfe optische Absorptionsmaxima im Spektralbereich von 200 bis 900 nm. Sie werden daher als Kalibrierungsstandard für die optische Spektralphotometer verwendet und sind im Handel erhältlich. Wie die meisten anderen Oxiden von Seltenerdelementen ist Holmiumoxid als Feinchemikalien-Katalysator, Phosphor und einem Lasermaterial verwendet. Holmium Laser bei Wellenlängen von ungefähr 2,08 Mikrometer, entweder gepulst oder kontinuierlich Regimes. Dieser Laser ist augensicher und wird in der Medizin, Lidars, Windgeschwindigkeitsmessungen und Überwachung der Atmosphäre verwendet.
Auswirkungen auf die Gesundheit
Holmiumoxid ist, im Vergleich zu vielen anderen Verbindungen, nicht sehr gefährlich, obwohl wiederholte Überbelichtung kann Granulom und Hämoglobinämie verursachen. Es hat eine niedrige orale, dermale und inhalative Toxizität und ist nicht reizend. Die akute orale mittlere letale Dosis größer als 1 g pro Kilogramm Körpergewicht.
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