硝酸铥

【背景及概况】^[1][2]

稀土元素是我国的丰产元素，储量占世界总量的，稀土的矿种、元素都占尽优势，稀土的应用日益扩展，仅在农业方面，我国施用稀土的农作物、牧草、林苗已扩展到近种，累计施用面积超过护，进入农田生态系统的稀土肥料约按硝酸稀土计。虽然增产粮棉瓜果等上千万吨，但随着稀土在生物领域应用的不断推广，特别稀土化肥与饲料添加剂的施用，施用量大、涉及面广，加上稀土工业的“三废”与我国稀土资源的开发对周围环境的污染，使许多原来在地壳中处于稳定态的稀土变成易被生物利用的可溶态稀土，不可避免地进入环境，并通过各种各样的途径进入人体。目前就稀土生理、毒理等问题人们已开展了大量有意义的工作。

硝酸铥是一种无机化合物，化学式为Tm(NO₃)₃，分子量为354.955，logP为0.85230，PSA为206.64000。如果吸入，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

【热分解机理】^[2]

Tm(NO₃)₃·nH₂O(n=5，3)的热分解机理如下：

【合成】^[3]

称量1.9293g氧化锰(III)，在烧杯中用适量浓HNO3溶解，将剩余HNO₃小心蒸干后，再加人26.4mL7.5731mol/L HNO₃溶解，稀释至200mL得到浓度为5.00x10-2mol/L的硝酸铥溶液。

【应用】^[4][5]

硝酸铥可用于制备发光材料或其他复合材料等，应用举例如下：

1. 用葡萄糖改性制备钒硼酸钆铥蓝色发光材料的方法，硼酸钆铥蓝色发光材料的组成为：Gd1-y(VO4)x(BO3)1-x:Tmy，式中，0.1≤x≤0.9，0.01≤y≤0.05，工艺步骤如下：

1）前躯体的制备：以偏钒酸氨、硝酸钆、硝酸铥、硼酸、柠檬酸为基本原料，以葡萄糖为改性剂，根据所述钒硼酸钆铥蓝色发光材料的化学组成计量偏钒酸氨、硝酸钆、硝酸铥和硼酸，按钆+铥与柠檬酸的摩尔比为1∶3～7计量柠檬酸，操作步骤为：①将按上述配比计量的偏钒酸氨和硼酸放入容器并加入去离子水，去离子水的加入量以能溶解偏钒酸氨和硼酸为限，在常压、室温～60℃下进行搅拌，直至偏钒酸氨和硼酸完全溶解 为止，所形成的溶液定义为A溶液；②将按上述配比计量的硝酸钆、硝酸铥、柠檬酸放入容器并加入去离子水，去离子水的 加入量以能溶解硝酸钆、硝酸铥和柠檬酸为限，在常压、室温～60℃下进行搅拌，直至硝酸钆、硝酸铥和柠檬酸完全溶解为止，所形成的溶液定义为B溶液；⑧在搅拌下于常压、室温～60℃将所述A溶液加入到所述B溶液中，然后在搅拌下加入葡萄糖并混合均匀即形成溶胶，用稀硝酸调节所述溶胶的pH值至4≤pH≤10，并在60℃～80 ℃下继续搅拌直至形成凝胶，继后将凝胶在常压、100℃～120℃下干燥至少24小时，即得到前驱体，葡萄糖的加入量以A溶液和B溶液的总量为基准，每毫升加入葡萄糖0.01g～0.04g；

2）前躯体的焙烧

将步骤1）制备的前驱体研磨分散后放入加热炉内，在常压、700℃～900℃下焙烧1小 时～4小时，焙烧时间届满后取出在空气中冷却至室温；

3）焙烧产物的处理

将步骤2）获得的焙烧产物进行研磨分散，并依次用稀硝酸、去离子水清洗，然后将清洗后的粉体进行干燥即获得经过葡萄糖改性的钒硼酸钆铥蓝色发光材料。

2. 一种无毒抗熔焊电触头复合材料，由如下重量份数的组分制备而得：铜粉1.5-8份、钽粉0.5-5份、银粉0.01-0.6份、镍粉0.8-6份、勃姆石粉0.4-4.5份、碳化 钨0.02-1份、乙酰丙酮铂0.01-0.4份、硝酸亚铈0.7-3份、氟化铌0.03-2份、二硼化锗0.05- 2.4份、硝酸铥0.02-1.8份、氧化铋0.08-2.5份、氧化铟锡0.2-4份、碘化亚铕0.05-2份、硝酸镧0.04-3份。作为本发明的进一步改进，所述银粉、钽粉、银粉、镍粉、勃姆石粉的平均粒径均小于20um。作为本发明的进一步改进，所述无毒抗熔焊电触头复合材料，由如下重量份数的组分制备而得：铜粉1.8-7.2份、钽粉1.2-4.5份、银粉0.02-0.4份、镍粉1.1-5.2份、勃姆石粉0.9-4份、碳化钨0.03-0.08份、乙酰丙酮铂0.03-0.3份、硝酸亚铈1.3-2.7份、氟化铌 0.06-1.7份、二硼化锗0.09-2.1份、硝酸铥0.06-1.5份、氧化铋0.1-2.2份、氧化铟锡0.4- 3.5份、碘化亚铕0.08-1.7份、硝酸镧0.06-2.5份。制备步骤：

1）按配方称量铜粉、钽粉、银粉、镍粉、勃姆石粉、碳化钨、乙酰丙酮铂、硝酸亚铈、氟化 铌、二硼化锗、硝酸铥、氧化铋、氧化铟锡、碘化亚铕、硝酸镧，并加入球磨机中，其球料比为 16-35:1，球磨1-3小时后得到混合料；

2）将步骤1）中的混合料加入冷压模具中，在压力机上进行冷压压制成型，其压制成型 的压力为200-400MPa，得到素坯；

3）将步骤2）中的素坯置于箱式烧结炉中，在保护气氛下进行烧结，其烧结温度为 1280-1450℃，保温时间为3-8小时，其烧结升温速率为8-25℃/min；

S4.烧结后依次进行挤压成型，线型加工和触点加工，得到无毒抗熔焊电触头复合材料。

【参考文献】

[1] http://123.206.67.90:2066/kns/brief/default_result.aspx

[2] 何水样, 马宏弟, 刘翊纶. 硝酸铥水合物热分解机理的研究[J]. 西北大学学报 (自然科学版), 1989, 4: 019.

[3] N，N，N’，N’一四丁基丙二酞胺萃取硝酸铥（III）

[4] 黄维刚;徐晨;黄志寅;唐承薇.用葡萄糖改性制备钒硼酸钆铥蓝色发光材料的方法. CN201110168785.X ，申请日 2011-06-22

[5] 姚振红.一种无毒抗熔焊电触头复合材料及其制备方法.CN201610216473.4 ，申请日2016-04-08