Háttér és általános helyzet
Ritkaföldfém elemeka IIIB szkandium, ittrium és lantán padlólemezei a periódusos rendszerben.L7 elemek vannak.A ritkaföldfémek egyedülálló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben használják az iparban, a mezőgazdaságban és más területeken.A ritkaföldfém vegyületek tisztasága közvetlenül meghatározza az anyagok különleges tulajdonságait.Különböző tisztaságú ritkaföldfém anyagok kerámia anyagokat, fluoreszkáló anyagokat és elektronikai anyagokat állíthatnak elő különböző teljesítménykövetelményekkel.Jelenleg a ritkaföldfém-kitermelési technológia fejlődésével a tiszta ritkaföldfém-vegyületek jó piaci kilátást jelentenek, és a nagy teljesítményű ritkaföldfém-anyagok előállítása magasabb követelményeket támaszt a tiszta ritkaföldfém-vegyületekkel szemben.A cériumvegyület felhasználási köre igen széles, hatása a legtöbb alkalmazásban a tisztaságával, fizikai tulajdonságaival és szennyeződés-tartalmával függ össze.A ritkaföldfémek eloszlásában a cérium a könnyű ritkaföldfém-készletek mintegy 50%-át teszi ki.A nagy tisztaságú cérium növekvő alkalmazásával egyre magasabb a cériumvegyületekre vonatkozó nem ritkaföldfém-tartalom index követelménye.Cérium-oxidcérium-oxid, CAS-szám 1306-38-3, molekulaképlete CeO2, molekulatömeg: 172,11;A cérium-oxid a cérium ritkaföldfém elem legstabilabb oxidja.Szobahőmérsékleten halványsárga szilárd anyag, melegítés hatására sötétebbé válik.Kiváló teljesítménye miatt a cérium-oxidot széles körben használják lumineszcens anyagokban, katalizátorokban, polírozóporokban, UV-árnyékolásban és egyéb szempontokban.Az elmúlt években sok kutató érdeklődését felkeltette.A cérium-oxid előállítása és teljesítménye az elmúlt években a kutatási központtá vált.
Gyártási folyamat
1. módszer: Keverjük össze szobahőmérsékleten, adjunk hozzá 5,0 mol/l-es nátrium-hidroxid-oldatot a 0,1 mol/l-es cérium-szulfát-oldathoz, állítsa be a pH-értéket 10-nél nagyobbra, és a kicsapási reakció megtörténik.Az üledéket szivattyúzzuk, többször mossuk ionmentes vízzel, majd 90 °C-os sütőben 24 órán át szárítjuk.Őrlés és szűrés után (a részecskeméret kisebb, mint 0,1 mm) cérium-oxidot nyerünk, és száraz helyen tároljuk zárt tárolás céljából.2. módszer: Cérium-klorid vagy cérium-nitrát nyersanyagként való felhasználása, pH-érték 2-re állítása ammóniás vízzel, oxalát hozzáadása a cérium-oxalát kicsapásához, hevítés, kikeményítés, elválasztás és mosás után, 110 °C-on történő szárítás, majd 900 °C-on cérium-oxiddá égetés ~ 1000 ℃.A cérium-oxidot úgy lehet előállítani, hogy a cérium-oxid és a szénpor keverékét 1250 ℃-ra melegítjük szén-monoxid atmoszférában.
Alkalmazás
A cérium-oxidot üvegipar adalékanyagaihoz, lemezüveg csiszolóanyagokhoz használják, és kiterjesztették az üvegcsiszoló üvegekre, az optikai lencsékre, a kineszkópra, a fehérítésre, a derítésre, az ultraibolya sugárzás üvegére és az elektronikus huzalok elnyelésére stb.Szemüveglencséknél antireflektorként is használják, a cériumból pedig cérium-titánsárgát készítenek, hogy az üveg világossárga legyen.A ritkaföldfém oxidációs front bizonyos mértékben befolyásolja az üvegkerámiák kristályosodását és tulajdonságait A CaO-MgO-AI2O3-SiO2 rendszerben.A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a megfelelő oxidációs front hozzáadása jótékony hatással van az üvegfolyadék derítő hatására, megszünteti a buborékokat, tömöríti az üvegszerkezetet, javítja az anyagok mechanikai tulajdonságait és lúgállóságát.A cérium-oxid optimális adagolása 1,5, ha a kerámia mázban és az elektronikai iparban piezoelektromos kerámia penetránsként használják.Nagy aktivitású katalizátorok, gázlámpás izzóburkolatok, röntgenfluoreszcens képernyők gyártásához is használják (főleg lencsefényező szerben használják).A ritkaföldfém cérium polírozó port széles körben használják fényképezőgépekben, kameralencsékben, TELEVÍZIÓS képcsövekben, objektívekben stb.Üvegiparban is használható.A cérium-oxid és a titán-dioxid együtt használható az üveg sárga színűvé tételére.Az üveg színtelenítésére szolgáló cérium-oxid előnye a stabil teljesítmény magas hőmérsékleten, az alacsony ár és a látható fény elnyelése.Ezenkívül cérium-oxidot adnak az épületekben és autókban használt üvegekhez, hogy csökkentsék az ultraibolya fény áteresztőképességét.Ritkaföldfém lumineszcens anyagok előállításához cérium-oxidot adnak aktivátorként az energiatakarékos lámpák lumineszcens anyagaiban használt ritkaföldfém háromszínű foszforokhoz, valamint az indikátorokban és sugárzásdetektorokban használt foszforokhoz.A cérium-oxid a fém cérium előállításának alapanyaga is.Ezenkívül a félvezető anyagokban, a kiváló minőségű pigmentekben és a fényérzékeny üvegérzékenyítőben széles körben használják az autóipari kipufogógáz-tisztítót.Az autók kipufogógáz-tisztításának katalizátora főként méhsejt-kerámia (vagy fém) hordozóból és felületaktivált bevonatból áll.Az aktivált bevonat nagy területű gamma-trioxidból, megfelelő mennyiségű, a felületet stabilizáló oxidból és a bevonatban diszpergált katalitikus aktivitású fémből áll.A drága Pt, Rh adagolás csökkentése érdekében a Pd adagjának növelése viszonylag olcsó, a katalizátor költségének csökkentése anélkül, hogy csökkentené az autók kipufogógáz-tisztító katalizátorait a különféle teljesítmények előfeltétele mellett, általánosan használt Pt.Pd.Az Rh háromkomponensű katalizátor bevonat aktiválása, általában teljes merítési módszer, amely bizonyos mennyiségű cérium-oxid és lantán-oxid hozzáadását jelenti, kiváló ritkaföldfém-katalitikus hatást fejt ki.Nemesfém háromkomponensű katalizátor.Lantán-oxidot és cérium-oxidot használtak segédanyagként a ¦ A-alumínium-oxid hordozós nemesfém-katalizátorok teljesítményének javítására.A kutatás szerint a cérium-oxid és a lantán-oxid katalitikus mechanizmusa elsősorban az aktív bevonat katalitikus aktivitásának javítására, a levegő-üzemanyag arány és a katalízis automatikus beállítására, valamint a hordozó termikus stabilitásának és mechanikai szilárdságának javítására irányul.