碳酸镨

【背景及概况】^[1][2][3]

稀土元素包括镧系元素15种和钪、钇，共17种。我国是世界上稀土储量最多的国家，分布达18个省市。稀土农用是我国科技工作者经过多年努力取得的具有中国特色的科研成果，现已作为我国农业增产的一项重要措施大力推广。碳酸稀土易溶于酸，形成相应的盐和二氧化碳，可方便地用于各种稀土盐和配合物的合成，且不引入阴离子杂质。例如与硝酸、盐酸、硝酸、高氯酸、硫酸等强酸反应可形成水溶性盐与磷酸、氢氟酸反应可转变为难溶性稀土磷酸盐和氟化物与许多有机酸反应可形成相应的稀土有机配位化合物，它们随溶液值的不同可以是可溶性的络阳离子或络阴离子，或溶解度较小的中性化合物沉淀。另一方面，碳酸稀土经锻烧可分解为相应的氧化物，直接用于许多稀土新材料的制备。目前，我国的碳酸稀土年产量有万多吨，占所有稀土商品量中的四分之一以上，表明碳酸稀土的工业化生产与应用在稀土产业的发展中占有相当重要的地位。

碳酸镨是一种无机化合物，化学式为CO₃Pr，英文名称为praseodymium(3+)，carbonate， CAS号为14475-17-3。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。

【合成】^[3]

采用碳酸氢铵溶液与PrCl3料液制备碳酸镨：

【应用】^[4]

碳酸钕可用于制备过氧碳酸镨及其他纳米材料等，应用及举例如下：

1. 制备片状过氧碳酸镨：过氧碳酸镨是一种固体活性氧化剂，在有机合成中的烯烃环氧化、酮氧化等反应中作为氧化剂。利用过氧碳酸根为活性氧给予体，借助镨的特殊的电子结构与过氧碳酸根合成的催化剂形成活性过氧物种，将氧传递给反应底物烯烃、酮等，从而实现选择氧化合成环氧化物，在有机合成催化反应中应用前景广阔。一种颗粒均匀、流动性好，形貌呈四方形、片状的过氧碳酸镨制备方法。解决方案：向反应器中加入碳酸氢铵和浓度为28％的氨水，碳酸氢铵与氨水摩尔比为1∶0.66‑1.17，再加入去离子水，碳酸氢铵与去离子水摩尔比为1∶6‑9.1，得到浓度为 3.7‑4.5mol/L碳酸氢铵溶液，在室温下，向碳酸氢铵溶液中加入浓度为0.47‑1.59mol/L的硝酸镨溶液，碳酸氢铵与硝酸镨摩尔比为1∶0.01‑0.02，得到碳酸氢铵、氨水和硝酸镨的混合溶液；向混合溶液中加入浓度为30％的双氧水，硝酸镨与双氧水摩尔比为1∶3‑10.9，反应1‑4小时， 产生过氧碳酸镨沉淀，静止陈化24‑48小时，将沉淀过滤、洗涤，得到颗粒均匀、流动性好，形貌呈四方形、片状的过氧碳酸镨产品。

2. 一种吸热节能涂料，其特征是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土 0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，各原料的粒径为1～5μm；其中，所述稀土材料包括碳酸镧0.01～1.5份、碳酸铈0.01～1.5份、碳酸镨0.01～1.5 份、碳酸钕0.01～1.5份和硝酸钷0.01～1.5份；所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；所述填料与成膜料的重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2。进一步，一种吸热节能涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一，填料的制备，首先按重量份数分别称取二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧 化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02 ～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，然后在混料机中将其混合均匀后得到填料；其中，所述稀土材料包括碳酸镧0.01～1.5份、碳酸铈0.01～1.5份、碳酸镨0.01～1.5 份、碳酸钕0.01～1.5份和硝酸钷0.01～1.5份；

步骤二，成膜料的制备，所述成膜料为碳酸钾钠；首先按重量份数分别称取碳酸钾与碳 酸钠，然后将其混合均匀后得到成膜料；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；

步骤三，将填料和膜料按重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2进行混合分散均 匀后得到混合料；

步骤四，将混合料进行球磨6～8小时，然后过筛网得到成品，所述筛网的目数为1～5μ m。

【参考文献】

[1] 黄婷. 碳酸钇， 碳酸钕的结晶及相关技术研究[D]. 南昌大学， 2005.

[2] 碳酸镨的结晶活性、外观形貌及结晶生长机制

[3] 张瑞祥；郝先库；赵永志；刘海旺；王士智；汪立新；胡珊珊；马显东；许宗泽.制备片状过氧碳酸镨的方法. CN201210383471.6，申请日2012-09-22

[4] 张积喜.一种吸热节能涂料及其制备方法. CN201710930983.2，申请日2017-10-09