Kaj je element holmij?

1. Odkritje holmijevih elementov
Po ločitvi od MosanderjaerbijinterbijoditrijLeta 1842 so jih številni kemiki identificirali s spektralno analizo in ugotovili, da ne gre za čiste okside elementa, kar je kemike spodbudilo k nadaljnjemu ločevanju. Po ločitviiterbijev oksidinskandijev oksidCliff je leta 1879 iz iterbijevega oksida ločil dva nova oksida elementov. Eden od njiju je bil poimenovan holmij v spomin na Cliffov rojstni kraj, starodavno latinsko ime Stockholma, glavnega mesta Švedske, Holmia, in simbol elementa Ho. Kasneje, leta 1886, je Boisbodran iz holmija ločil še en element, vendar je ime holmij ohranil. Z odkritjem holmija in nekaterih drugih redkozemeljskih elementov je bila zaključena druga polovica tretje faze odkrivanja redkozemeljskih elementov.

Ho

2. Fizikalne lastnosti holmija
Holmij je srebrno bela kovina, mehka in duktilna; tališče 1474 °C, vrelišče 2695 °C, gostota 8,7947 g/cm³. Holmij je stabilen na suhem zraku in hitro oksidira pri visokih temperaturah;holmijev oksidje najmočnejša znana paramagnetna snov. Holmijeve spojine se lahko uporabljajo kot dodatki za nove feromagnetne materiale;holmijev jodidUporablja se za izdelavo metalhalogenidnih sijalk – holmijevih sijalk. Stabilen je na suhem zraku pri sobni temperaturi in zlahka oksidira na vlažnem zraku in pri visokih temperaturah. Izogibajte se stiku z zrakom, oksidi, kislinami, halogeni in vlažno vodo. Pri stiku z vodo sprošča vnetljive pline; topen je v anorganskih kislinah. Stabilen je na suhem zraku pri sobni temperaturi, vendar hitro oksidira na vlažnem zraku in nad sobno temperaturo. Ima aktivne kemijske lastnosti. Počasi razgrajuje vodo. Lahko se veže s skoraj vsemi nekovinskimi elementi. Prisoten je v itrijevem silikatu, monazitu in drugih redkozemeljskih mineralih. Uporablja se za izdelavo magnetnih zlitin.

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

3. Kemijske lastnosti holmija
Stabilen je na suhem zraku pri sobni temperaturi in zlahka oksidira na vlažnem zraku in pri visokih temperaturah. Izogibajte se stiku z zrakom, oksidi, kislinami, halogeni in vlažno vodo. V stiku z vodo sprošča vnetljive pline; topi se v anorganskih kislinah. Stabilen je na suhem zraku pri sobni temperaturi, vendar hitro oksidira na vlažnem zraku in nad sobno temperaturo. Ima aktivne kemijske lastnosti. Počasi razgrajuje vodo. Lahko se kombinira s skoraj vsemi nekovinskimi elementi. Obstaja v itrijevem silikatu, monazitu in drugih redkozemeljskih mineralih. Uporablja se za izdelavo magnetnih zlitin. Tako kot disprozij je kovina, ki lahko absorbira nevtrone, ki nastanejo pri jedrski fisiji. V jedrskem reaktorju na eni strani neprekinjeno gori, na drugi pa nadzoruje hitrost verižne reakcije. Opis elementa: Ima kovinski sijaj. Lahko počasi reagira z vodo in se raztopi v razredčeni kislini. Sol je rumene barve. Oksid Ho2O2 je svetlo zelene barve. Raztaplja se v mineralni kislini in tvori trivalentni ion, rumeno sol. Vir elementa: Nastane z redukcijoholmijev fluoridHoF3·2H2O s kalcijem.
Spojine
(1)Holmijev oksidJe bele barve in ima dve strukturi: prostorsko centrirano kubično in monoklinsko. Ho2O3 je edini stabilen oksid. Njegove kemijske lastnosti in metode priprave so enake kot pri lantanovem oksidu. Uporablja se lahko za izdelavo holmijevih svetilk.
(2)Holmijev nitratMolekulska formula: Ho(NO3)3·5H2O; Molekulska masa: 441,02; Običajno je rahlo škodljiv za vodna telesa. Ne dovolite, da nerazredčen izdelek ali velike količine pridejo v stik s podtalnico, vodnimi potmi ali kanalizacijo. Ne odlagajte materiala v okolico brez dovoljenja vlade.

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

4. Metoda sinteze holmija
1. Holmij kovinalahko dobimo z redukcijo brezvodnegaholmijev triklorid or holmijev trifluorids kovinskim kalcijem
2. Ko se holmij loči od drugih redkozemeljskih elementov z ionsko izmenjavo ali ekstrakcijo s topilom, se lahko kovinski holmij pripravi s termično redukcijo kovin. Termična redukcija litijevega klorida redkih zemelj se razlikuje od termične redukcije kalcijevega klorida redkih zemelj. Postopek redukcije prvega poteka v plinski fazi. Reaktor za termično redukcijo litija je razdeljen na dve ogrevalni coni, postopek redukcije in destilacije pa se izvajata v isti opremi. Brezvodniholmijev kloridse namesti v zgornji titanov reaktorski lonček (tudi destilacijska komora HoCl3), redukcijsko sredstvo kovinski litij pa v spodnji lonček. Nato se reakcijska posoda iz nerjavečega jekla evakuira na 7 Pa in nato segreje. Ko temperatura doseže 1000 ℃, se vzdržuje določen čas, da se omogočiHoCl3Para in litijeva para se popolnoma zreagirajo, reducirani trdni delci kovinskega holmija pa padejo v spodnji lonček. Po končani redukcijski reakciji se segreje le spodnji lonček, da se LiCl destilira v zgornji lonček. Postopek redukcijske reakcije običajno traja približno 10 ur. Za proizvodnjo čistejšega kovinskega holmija mora biti redukcijsko sredstvo kovinski litij 99,97-odstotni litij visoke čistosti in dvakrat destiliran brezvodni HoCl3.

 

5. Uporaba holmija
(1) Uporablja se kot dodatek za metalhalogenidne sijalke. Metalhalogenidne sijalke so vrsta plinskih sijalk, razvitih na osnovi visokotlačnih živosrebrnih sijalk. Njihova značilnost je, da so žarnice napolnjene z različnimi redkozemeljskimi halogenidi. Glavni uporabljeni so redkozemeljski jodidi, ki pri praznjenju plina oddajajo različne spektralne barve. Delovna snov, ki se uporablja v holmijevih sijalkah, je holmijev jodid, ki lahko doseže višjo koncentracijo kovinskih atomov v območju obloka, s čimer se močno izboljša učinkovitost sevanja.
(2) Holmij se lahko uporablja kot dodatek za itrijev železov ali itrijev aluminijev granat;
(3) Itrijev aluminijev granat (Ho:YAG), dopiran s holmijem, lahko oddaja 2μm laserje. Stopnja absorpcije 2μm laserjev v človeških tkivih je visoka, skoraj za 3 velikostne razrede višja kot pri Hd:YAG. Zato uporaba Ho:YAG laserjev za medicinsko kirurgijo ne le izboljša učinkovitost in natančnost operacije, temveč tudi zmanjša območje toplotne poškodbe. Prosti žarek, ki ga ustvarja holmijev kristal, lahko odstrani maščobo brez prekomernega segrevanja, s čimer se zmanjša toplotna poškodba zdravih tkiv. Poroča se, da Združene države Amerike uporabljajo holmijev laser za zdravljenje glavkoma, kar lahko zmanjša bolečino pri operacijah pri bolnikih. Raven kitajskega 2μm laserskega kristala je dosegla mednarodno raven in tovrstne laserske kristale bi morali odločno razvijati in proizvajati.
(4) Magnetostrikcijski zlitini se lahko doda tudi majhna količina holmija, da se zmanjša zunanje polje, potrebno za nasičeno magnetizacijo zlitine.
(5) Poleg tega se lahko optična vlakna, dopirana s holmijem, uporabljajo za izdelavo optičnih vlakenskih laserjev, optičnih vlakenskih ojačevalnikov, optičnih vlakenskih senzorjev in drugih optičnih komunikacijskih naprav, kar bo imelo pomembnejšo vlogo pri današnjem hitrem razvoju optične komunikacije.

Holmijev laser Uporaba holmijevega laserja je dvignila zdravljenje sečnih kamnov na novo raven. Holmijev laser ima valovno dolžino 2,1 μm in je pulzni laser. Je najnovejši od mnogih laserjev, ki se uporabljajo pri kirurških posegih. Ustvarjena energija lahko upari vodo med koncem optičnega vlakna in kamnom, pri čemer nastanejo drobni kavitacijski mehurčki, nato pa energijo prenese na kamen, ki ga zdrobi v prah. Voda absorbira veliko energije in zmanjša poškodbe okoliških tkiv. Hkrati je globina prodiranja holmijevega laserja v človeško tkivo zelo plitva, le 0,38 mm. Zato je pri drobljenju kamnov mogoče zmanjšati poškodbe okoliških tkiv, varnost pa je izjemno visoka.
Tehnologija holmijeve laserske litotripsije: medicinska holmijeva laserska litotripsija, primerna za trde ledvične kamne, kamne v sečnicih in kamne v mehurju, ki jih ni mogoče razbiti z zunajtelesno litotripsijo z udarnimi valovi. Pri uporabi medicinske holmijeve laserske litotripsije tanko optično vlakno medicinskega holmijevega laserja s pomočjo cistoskopa in fleksibilnega ureteroskopa prehaja skozi sečnico in sečevod, da doseže kamne v mehurju, sečnici in ledvicah, nato pa urolog s holmijevim laserjem razbije kamne. Prednost te metode zdravljenja je, da lahko razgradi kamne v sečnicih, kamne v mehurju in večino ledvičnih kamnov. Slabost je, da pri nekaterih kamnih v zgornjih in spodnjih čašicah ledvic ostane majhna količina kamnov, ker holmijevo lasersko vlakno, ki vstopa iz sečevoda, ne more doseči mesta kamna.
Holmijev laser je nova vrsta laserja, ki ga proizvaja pulzna laserska naprava na trdno snov, izdelana iz laserskega kristala (Cr:Tm:Ho:YAG) z itrijevim aluminijevim granatom (YAG) kot aktivacijskim medijem in dopirana s senzibilizirajočimi ioni kroma (Cr), ioni za prenos energije tulija (Tm) in aktivacijskimi ioni holmija (Ho). Uporablja se lahko v operacijah na oddelkih, kot so urologija, ORL, dermatologija in ginekologija. Ta laserska operacija je neinvazivna ali minimalno invazivna in pacient bo med zdravljenjem občutil zelo malo bolečin.


Čas objave: 14. november 2024