۱. کشف عناصر هولمیم
بعد از جدایی موساندراربیموتربیمازایتریمدر سال ۱۸۴۲، بسیاری از شیمیدانان از تجزیه طیفی برای شناسایی آنها استفاده کردند و مشخص کردند که آنها اکسیدهای خالص یک عنصر نیستند، که این امر شیمیدانان را تشویق کرد تا به جداسازی آنها ادامه دهند. پس از جداسازیاکسید ایتربیمواکسید اسکاندیمکلیف در سال ۱۸۷۹ دو اکسید جدید از عناصر را از اکسید ایتربیم جدا کرد. یکی از آنها به یادبود زادگاه کلیف، نام لاتین باستانی استکهلم، پایتخت سوئد، هولمیا، و نماد عنصر Ho، هولمیوم نامگذاری شد. بعدها، در سال ۱۸۸۶، بوئیسبودران عنصر دیگری را از هولمیوم جدا کرد، اما نام هولمیوم حفظ شد. با کشف هولمیوم و برخی دیگر از عناصر خاکی کمیاب، نیمه دیگر مرحله سوم کشف عناصر خاکی کمیاب تکمیل شد.
۲. خواص فیزیکی هولمیم
هولمیم فلزی سفید نقره‌ای، نرم و انعطاف‌پذیر است؛ نقطه ذوب آن ۱۴۷۴ درجه سانتیگراد، نقطه جوش آن ۲۶۹۵ درجه سانتیگراد، چگالی آن ۸.۷۹۴۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. هولمیم در هوای خشک پایدار است و در دماهای بالا به سرعت اکسید می‌شود.اکسید هولمیومقوی‌ترین ماده‌ی پارامغناطیس شناخته شده است. ترکیبات هولمیم می‌توانند به عنوان افزودنی برای مواد فرومغناطیس جدید استفاده شوند؛یدید هولمیومبرای ساخت لامپ‌های متال هالید - لامپ‌های هولمیوم - استفاده می‌شود. در هوای خشک و دمای اتاق پایدار است و در هوای مرطوب و در دماهای بالا به راحتی اکسید می‌شود. از تماس با هوا، اکسیدها، اسیدها، هالوژن‌ها و آب مرطوب خودداری کنید. در تماس با آب، گازهای قابل اشتعال آزاد می‌کند. در اسیدهای معدنی محلول است. در هوای خشک و دمای اتاق پایدار است، اما در هوای مرطوب و بالاتر از دمای اتاق به سرعت اکسید می‌شود. خواص شیمیایی فعالی دارد. به آرامی آب را تجزیه می‌کند. می‌تواند تقریباً با همه عناصر غیرفلزی ترکیب شود. در سیلیکات ایتریم، مونازیت و سایر کانی‌های خاکی کمیاب وجود دارد. برای ساخت مواد آلیاژی مغناطیسی استفاده می‌شود.
۳. خواص شیمیایی هولمیم
در هوای خشک و دمای اتاق پایدار است و در هوای مرطوب و دماهای بالا به راحتی اکسید می‌شود. از تماس با هوا، اکسیدها، اسیدها، هالوژن‌ها و آب مرطوب خودداری کنید. در تماس با آب، گازهای قابل اشتعال آزاد می‌کند؛ در اسیدهای معدنی حل می‌شود. در هوای خشک و دمای اتاق پایدار است، اما در هوای مرطوب و بالاتر از دمای اتاق به سرعت اکسید می‌شود. خواص شیمیایی فعالی دارد. به آرامی آب را تجزیه می‌کند. تقریباً با همه عناصر غیرفلزی قابل ترکیب است. در سیلیکات ایتریم، مونازیت و سایر کانی‌های خاکی کمیاب وجود دارد. برای ساخت مواد آلیاژی مغناطیسی استفاده می‌شود. مانند دیسپروزیم، فلزی است که می‌تواند نوترون‌های تولید شده توسط شکافت هسته‌ای را جذب کند. در یک راکتور هسته‌ای، از یک طرف به طور مداوم می‌سوزد و از طرف دیگر سرعت واکنش زنجیره‌ای را کنترل می‌کند. شرح عنصر: دارای جلای فلزی است. می‌تواند به آرامی با آب واکنش دهد و در اسید رقیق حل شود. نمک زرد رنگ است. اکسید Ho2O2 به رنگ سبز روشن است. در اسید معدنی حل می‌شود و نمک زرد یون سه ظرفیتی تولید می‌کند. منبع عنصر: با کاهش ساخته می‌شودفلوراید هولمیمHoF3·2H2O با کلسیم.
ترکیبات
(1)اکسید هولمیمسفید است و دو ساختار دارد: مکعبی مرکزپر و مونوکلینیک. Ho2O3 تنها اکسید پایدار است. خواص شیمیایی و روش‌های تهیه آن همانند اکسید لانتانیم است. می‌توان از آن برای ساخت لامپ‌های هولمیم استفاده کرد.
(2)نیترات هولمیمفرمول مولکولی: Ho(NO3)3·5H2O؛ جرم مولکولی: 441.02؛ معمولاً برای منابع آبی کمی مضر است. اجازه ندهید مقدار رقیق نشده یا زیاد محصول با آب‌های زیرزمینی، آبراه‌ها یا سیستم‌های فاضلاب تماس پیدا کند. بدون اجازه دولت، این ماده را در محیط اطراف تخلیه نکنید.
۴. روش سنتز هولمیم
1. فلز هولمیمرا می‌توان با کاهش بی‌آب به دست آوردتری کلرید هولمیم or تری‌فلوئورید هولمیمبا کلسیم فلزی
۲. پس از جداسازی هولمیم از سایر عناصر خاکی کمیاب با استفاده از تبادل یونی یا فناوری استخراج حلال، می‌توان هولمیم فلزی را با روش احیای حرارتی فلز تهیه کرد. احیای حرارتی لیتیم کلرید عناصر خاکی کمیاب با احیای حرارتی کلسیم کلرید عناصر خاکی کمیاب متفاوت است. فرآیند احیای اولی در فاز گازی انجام می‌شود. راکتور احیای حرارتی لیتیم به دو ناحیه گرمایشی تقسیم می‌شود و فرآیندهای احیا و تقطیر در یک دستگاه انجام می‌شوند. بدون آبکلرید هولمیومدر بوته راکتور تیتانیوم بالایی (که همچنین محفظه تقطیر HoCl3 است) قرار می‌گیرد و لیتیوم فلزی عامل کاهنده در بوته پایینی قرار می‌گیرد. سپس مخزن واکنش فولاد ضد زنگ تا فشار 7 پاسکال تخلیه و سپس گرم می‌شود. هنگامی که دما به 1000 درجه سانتیگراد رسید، برای مدت معینی نگه داشته می‌شود تا ...هوکل۳بخار و بخار لیتیوم به طور کامل واکنش می‌دهند و ذرات جامد فلز احیا شده هولمیوم به داخل بوته پایینی می‌ریزند. پس از اتمام واکنش احیا، فقط بوته پایینی گرم می‌شود تا LiCl به داخل بوته بالایی تقطیر شود. فرآیند واکنش احیا معمولاً حدود 10 ساعت طول می‌کشد. برای تولید هولمیوم فلزی خالص‌تر، لیتیوم فلزی عامل احیا کننده باید 99.97٪ لیتیوم با خلوص بالا باشد و از HoCl3 بی‌آب دوبار تقطیر شده استفاده شود.
لیزر هولمیوم کاربرد لیزر هولمیوم، درمان سنگ‌های ادراری را به سطح جدیدی رسانده است. لیزر هولمیوم طول موج 2.1 میکرومتر دارد و یک لیزر پالسی است. این جدیدترین لیزر از بین لیزرهای متعددی است که در عمل‌های جراحی استفاده می‌شود. انرژی تولید شده می‌تواند آب بین انتهای فیبر نوری و سنگ را تبخیر کند، حباب‌های کاویتاسیون کوچکی تشکیل دهد و انرژی را به سنگ منتقل کند و سنگ را به پودر تبدیل کند. آب انرژی زیادی را جذب می‌کند و آسیب به بافت‌های اطراف را کاهش می‌دهد. در عین حال، عمق نفوذ لیزر هولمیوم به بافت انسان بسیار کم و تنها 0.38 میلی‌متر است. بنابراین، هنگام خرد کردن سنگ، آسیب به بافت‌های اطراف می‌تواند به حداقل برسد و ایمنی بسیار بالایی دارد.
فناوری سنگ‌شکنی با لیزر هولمیوم: سنگ‌شکنی با لیزر هولمیوم پزشکی که برای سنگ‌های سخت کلیه، سنگ‌های حالب و سنگ‌های مثانه که نمی‌توان آنها را با سنگ‌شکنی با موج ضربه‌ای خارج از بدن شکست، مناسب است. هنگام استفاده از سنگ‌شکنی با لیزر هولمیوم پزشکی، فیبر نوری نازک لیزر هولمیوم پزشکی با کمک سیستوسکوپ و اورتروسکوپ انعطاف‌پذیر از مجرای ادرار و حالب عبور می‌کند تا به سنگ‌های مثانه، سنگ‌های حالب و سنگ‌های کلیه برسد و سپس متخصص اورولوژی لیزر هولمیوم را برای شکستن سنگ‌ها دستکاری می‌کند. مزیت این روش درمانی این است که می‌تواند سنگ‌های حالب، سنگ‌های مثانه و بیشتر سنگ‌های کلیه را حل کند. عیب این روش این است که برای برخی از سنگ‌های موجود در کالیس‌های فوقانی و تحتانی کلیه، مقدار کمی سنگ باقی می‌ماند زیرا فیبر لیزر هولمیوم که از حالب وارد می‌شود نمی‌تواند به محل سنگ برسد.
لیزر هولمیوم نوع جدیدی از لیزر است که توسط یک دستگاه لیزر جامد پالسی ساخته شده از کریستال لیزر (Cr:Tm:Ho:YAG) با گارنت ایتریم آلومینیوم (YAG) به عنوان محیط فعال‌سازی و آلاییده شده با یون‌های حساس‌کننده کروم (Cr)، یون‌های انتقال انرژی تولیم (Tm) و یون‌های فعال‌کننده هولمیوم (Ho) تولید می‌شود. این لیزر می‌تواند در جراحی‌ها در بخش‌هایی مانند اورولوژی، گوش و حلق و بینی، پوست و زنان استفاده شود. این جراحی لیزری غیرتهاجمی یا با حداقل تهاجم است و بیمار در طول درمان درد بسیار کمی را تجربه خواهد کرد.
زمان ارسال: ۱۴ نوامبر ۲۰۲۴