Ozadje in splošno stanje
Elementi redkih zemeljso talne plošče IIIB skandij, itrij in lantan v periodnem sistemu.Obstaja l7 elementov.Redke zemlje imajo edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti in se pogosto uporabljajo v industriji, kmetijstvu in na drugih področjih.Čistost spojin redkih zemelj neposredno določa posebne lastnosti materialov.Različna čistost redkih zemeljskih materialov lahko proizvede keramične materiale, fluorescentne materiale in elektronske materiale z različnimi zahtevami glede učinkovitosti.Trenutno z razvojem tehnologije ekstrakcije redkih zemelj čiste spojine redkih zemelj predstavljajo dobre tržne možnosti, priprava visoko zmogljivih materialov redkih zemelj pa postavlja višje zahteve za čiste spojine redkih zemelj.Cerijeva spojina ima širok spekter uporabe, njen učinek v večini aplikacij pa je povezan z njeno čistostjo, fizikalnimi lastnostmi in vsebnostjo nečistoč.Pri porazdelitvi redkih zemeljskih elementov cerij predstavlja približno 50 % virov lahkih redkih zemelj.Z vse večjo uporabo cerija visoke čistosti so zahteve po indeksu vsebnosti neredkih zemelj za cerijeve spojine vedno višje.Cerijev oksidje cerijev oksid, številka CAS je 1306-38-3, molekulska formula je CeO2, molekulska masa: 172,11;Cerijev oksid je najstabilnejši oksid redkozemeljskega elementa cerija.Pri sobni temperaturi je bledo rumena trdna snov, pri segrevanju pa postane temnejša.Cerijev oksid se zaradi svoje odlične učinkovitosti pogosto uporablja v luminiscentnih materialih, katalizatorjih, polirnem prahu, UV zaščiti in drugih vidikih.V zadnjih letih vzbudi zanimanje številnih raziskovalcev.Priprava in izvedba cerijevega oksida sta v zadnjih letih postala raziskovalna točka.
Proces produkcije
Metoda 1: Mešajte pri sobni temperaturi, dodajte raztopino natrijevega hidroksida 5,0 mol/L k raztopini cerijevega sulfata 0,1 mol/L, nastavite pH vrednost, da bo večja od 10, in poteče reakcija obarjanja.Usedlino smo prečrpali, večkrat sprali z deionizirano vodo in nato 24 ur sušili v pečici pri 90 ℃.Po mletju in filtriranju (velikost delcev manj kot 0,1 mm) dobimo cerijev oksid in ga postavimo na suho mesto za zaprto shranjevanje.Metoda 2: vzamemo cerijev klorid ali cerijev nitrat kot surovino, prilagodimo pH vrednost na 2 z amoniakovo vodo, dodamo oksalat za oborino cerijevega oksalata, po segrevanju, strjevanju, ločevanju in pranju sušimo pri 110 ℃, nato sežgemo do cerijevega oksida pri 900 ~ 1000 ℃.Cerijev oksid lahko dobimo s segrevanjem mešanice cerijevega oksida in ogljikovega prahu pri 1250 ℃ v atmosferi ogljikovega monoksida.
Aplikacija
Cerijev oksid se uporablja za dodatke v steklarski industriji, materiale za brušenje stekla in je bil razširjen na steklo za brušenje stekla, optične leče, kineskop, beljenje, bistrenje, steklo ultravijoličnega sevanja in absorpcijo elektronske žice itd.Uporablja se tudi kot antireflektor za očalne leče, cerij pa se uporablja za izdelavo cerijevega titana rumenega, da postane steklo svetlo rumeno.Oksidacijska fronta redkih zemelj ima določen vpliv na kristalizacijo in lastnosti steklokeramike v sistemu CaO-MgO-AI2O3-SiO2.Rezultati raziskave kažejo, da je dodajanje ustrezne oksidacijske fronte koristno za izboljšanje učinka bistrenja steklene tekočine, odpravo mehurčkov, kompaktnost steklene strukture ter izboljšanje mehanskih lastnosti in odpornosti materialov na alkalije.Optimalna dodana količina cerijevega oksida je 1,5, kadar se uporablja v keramični glazuri in elektronski industriji kot piezoelektrični keramični penetrant.Uporablja se tudi pri izdelavi katalizatorja z visoko aktivnostjo, pokrova plinskih žarnic z žarilno nitko, rentgenskega fluorescentnega zaslona (uporablja se predvsem v sredstvu za poliranje leč).Cerijev prašek za poliranje redkih zemelj se pogosto uporablja v fotoaparatih, objektivih fotoaparatov, TELEVIZIJSKIH slikovnih cevkah, lečah itd.Uporablja se lahko tudi v steklarski industriji.Cerijev oksid in titanov dioksid lahko uporabimo skupaj, da naredimo steklo rumeno.Cerijev oksid za razbarvanje stekla ima prednosti stabilnega delovanja pri visoki temperaturi, nizke cene in brez absorpcije vidne svetlobe.Poleg tega je cerijev oksid dodan steklu, ki se uporablja v zgradbah in avtomobilih, da zmanjša prepustnost ultravijolične svetlobe.Za proizvodnjo luminiscenčnih materialov redkih zemelj je cerijev oksid dodan kot aktivator v tribarvne fosforje redkih zemelj, ki se uporabljajo v luminiscenčnih materialih varčnih sijalk, in fosforje, ki se uporabljajo v indikatorjih in detektorjih sevanja.Cerijev oksid je tudi surovina za pripravo kovinskega cerija.Poleg tega se v polprevodniških materialih, visokokakovostnih pigmentih in fotoobčutljivem steklenem senzibilizatorju široko uporablja avtomobilski čistilec izpušnih plinov.Katalizator za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov je v glavnem sestavljen iz satjastega keramičnega (ali kovinskega) nosilca in površinsko aktiviranega premaza.Aktivirana prevleka je sestavljena iz velike površine gama-trioksida, ustrezne količine oksidov, ki stabilizirajo površino, in kovine s katalitično aktivnostjo, razpršene v prevleki.Da bi zmanjšali drago odmerjanje Pt, Rh, povečanje odmerka Pd je razmeroma poceni, zmanjšajte stroške katalizatorja brez zmanjšanja katalizatorjev za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov pod predpostavko različnih zmogljivosti, ki se pogosto uporabljajo Pt.Pd.Aktivacija Rh ternarnega katalizatorskega premaza, običajno metoda popolne potopitve za dodajanje določene količine cerijevega oksida in lantanovega oksida, predstavlja katalitični učinek redkih zemelj in je odličen.Trojni katalizator iz plemenitih kovin.Lantanov oksid in cerijev oksid sta bila uporabljena kot pomožna sredstva za izboljšanje delovanja katalizatorjev iz plemenitih kovin na osnovi A-aluminijevega oksida.Glede na raziskavo je katalitični mehanizem cerijevega oksida in lantanovega oksida predvsem izboljšanje katalitične aktivnosti aktivne prevleke, samodejno prilagajanje razmerja zrak-gorivo in katalize ter izboljšanje toplotne stabilnosti in mehanske trdnosti nosilca.