كربونات السيريوم عبارة عن مركب غير عضوي يتم إنتاجه عن طريق تفاعل أكسيد السيريوم مع الكربونات. إنه يتمتع بثبات ممتاز وخمول كيميائي ويستخدم على نطاق واسع في قطاعات مختلفة مثل الطاقة النووية والمحفزات والأصباغ والزجاج وما إلى ذلك. وفقًا لبيانات مؤسسات أبحاث السوق، وصل سوق كربونات السيريوم العالمي إلى 2.4 مليار دولار في عام 2019 ومن المتوقع أن يصل إلى 2.4 مليار دولار. 3.4 مليار دولار بحلول عام 2024. هناك ثلاث طرق إنتاج أساسية لكربونات السيريوم: الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. ومن بين هذه الطرق، يتم استخدام الطريقة الكيميائية في الغالب بسبب انخفاض تكاليف إنتاجها نسبيًا؛ ومع ذلك، فإنه يشكل أيضًا تحديات كبيرة تتعلق بالتلوث البيئي. تُظهر صناعة كربونات السيريوم آفاقًا وإمكانات تنمية واسعة النطاق، ولكنها يجب أيضًا أن تواجه التقدم التكنولوجي وتحديات حماية البيئة. تكنولوجيا المناجم الحضرية. Co., Ltd.، وهي مؤسسة رائدة في الصين متخصصة في البحث والتطوير بالإضافة إلى إنتاج وبيع منتجات كربونات السيريوم، تهدف إلى تعزيز نمو الصناعة المستدام من خلال تحديد الأولويات الذكية لممارسات حماية البيئة مع تنفيذ تدابير عالية الكفاءة بذكاء. قام فريق البحث والتطوير في UrbanMines بتجميع هذه المقالة للرد على أسئلة واهتمامات عملائنا.
1. ما هو استخدام كربونات السيريوم؟ ما هي تطبيقات كربونات السيريوم؟
كربونات السيريوم عبارة عن مركب يتكون من السيريوم والكربونات، ويستخدم بشكل أساسي في المواد الحفزية، والمواد المضيئة، ومواد التلميع، والكواشف الكيميائية. وتشمل مجالات التطبيق المحددة ما يلي:
(1) مواد الانارة الأرضية النادرة: تعمل كربونات السيريوم عالية النقاء كمواد خام مهمة لإعداد مواد الانارة الأرضية النادرة. تجد هذه المواد المضيئة استخدامًا واسع النطاق في الإضاءة والعرض والمجالات الأخرى، مما يوفر دعمًا أساسيًا لتقدم الصناعة الإلكترونية الحديثة.
(2) أجهزة تنقية عوادم محركات السيارات: يتم استخدام كربونات السيريوم في تصنيع محفزات تنقية عوادم السيارات التي تقلل بشكل فعال من انبعاثات الملوثات من عوادم المركبات وتلعب دورًا مهمًا في تحسين جودة الهواء.
(3) مواد التلميع: من خلال عملها كمادة مضافة في مركبات التلميع، تعمل كربونات السيريوم على تعزيز سطوع ونعومة المواد المختلفة.
(4) اللدائن الهندسية الملونة: عند استخدامها كعامل تلوين، تضفي كربونات السيريوم ألوانًا وخصائص محددة على اللدائن الهندسية.
(5) المحفزات الكيميائية: تجد كربونات السيريوم تطبيقات واسعة النطاق كمحفز كيميائي من خلال تعزيز نشاط المحفز والانتقائية مع تعزيز التفاعلات الكيميائية.
(6) الكواشف الكيميائية والتطبيقات الطبية: بالإضافة إلى استخدامها ككاشف كيميائي، أثبتت كربونات السيريوم قيمتها في المجالات الطبية مثل علاج جروح الحروق.
(7) إضافات الكربيد الأسمنتي: تؤدي إضافة كربونات السيريوم إلى سبائك الكربيد الأسمنتي إلى تحسين صلابتها وقدراتها على مقاومة التآكل.
(8) صناعة السيراميك: تستخدم صناعة السيراميك كربونات السيريوم كمادة مضافة لتعزيز خصائص الأداء والصفات المظهرية للسيراميك.
باختصار، نظرًا لخصائصها الفريدة ومجموعة واسعة من التطبيقات عبر مختلف الصناعات، تلعب كربونات السيريوم دورًا مهمًا.
2. ما هو لون كربونات السيريوم؟
لون كربونات السيريوم أبيض، لكن نقائه قد يؤثر قليلاً على اللون المحدد، مما يؤدي إلى صبغة صفراء طفيفة.
3. ما هي الاستخدامات الثلاثة الشائعة للسيريوم؟
السيريوم لديه ثلاثة تطبيقات مشتركة:
(1) يتم استخدامه كمحفز مساعد في محفزات تنقية عوادم السيارات للحفاظ على وظيفة تخزين الأكسجين، وتعزيز أداء المحفز، وتقليل استخدام المعادن الثمينة. لقد تم اعتماد هذا المحفز على نطاق واسع في السيارات، مما يخفف بشكل فعال التلوث الناتج عن انبعاثات عوادم السيارات إلى البيئة.
(2) يعمل كمادة مضافة في الزجاج البصري لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. ويستخدم على نطاق واسع في زجاج السيارات، حيث يوفر الحماية ضد الأشعة فوق البنفسجية ويقلل من درجة الحرارة الداخلية للسيارة، وبالتالي يوفر الكهرباء لأغراض تكييف الهواء. منذ عام 1997، تم دمج أكسيد السيريوم في جميع زجاج السيارات الياباني ويستخدم أيضًا على نطاق واسع في الولايات المتحدة.
(3) يمكن إضافة السيريوم كمادة مضافة لمواد المغناطيس الدائم NdFeB لتعزيز خصائصها المغناطيسية واستقرارها. يتم تطبيق هذه المواد على نطاق واسع في الإلكترونيات والآلات الكهربائية مثل المحركات والمولدات، مما يحسن كفاءة المعدات وأدائها.
4. ماذا يفعل السيريوم بالجسم؟
تتضمن تأثيرات السيريوم على الجسم في المقام الأول تسمم الكبد وسمية العظام، بالإضافة إلى التأثيرات المحتملة على الجهاز العصبي البصري. السيريوم ومركباته ضارة بالبشرة البشرية والجهاز العصبي البصري، حتى مع الحد الأدنى من الاستنشاق الذي يشكل خطر الإعاقة أو الظروف التي تهدد الحياة. أكسيد السيريوم سام لجسم الإنسان، ويسبب ضررا للكبد والعظام. في الحياة اليومية، من الضروري اتخاذ الاحتياطات المناسبة وتجنب استنشاق المواد الكيميائية.
على وجه التحديد، يمكن لأكسيد السيريوم أن يقلل من محتوى البروثرومبين مما يجعله غير نشط؛ تمنع توليد الثرومبين. يعجل الفيبرينوجين. وتحفيز تحلل مركب الفوسفات. يمكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة للعناصر ذات المحتوى الأرضي النادر الزائد إلى تلف الكبد والهيكل العظمي.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمسحوق التلميع الذي يحتوي على أكسيد السيريوم أو مواد أخرى أن يدخل مباشرة إلى الرئتين من خلال استنشاق الجهاز التنفسي مما يؤدي إلى ترسب الرئة مما قد يؤدي إلى داء السحار السيليسي. على الرغم من أن السيريوم المشع له معدل امتصاص إجمالي منخفض في الجسم، إلا أن الرضع لديهم نسبة عالية نسبيًا من امتصاص 144Ce في أجهزتهم الهضمية. يتراكم السيريوم المشع بشكل أساسي في الكبد والعظام مع مرور الوقت.
5. هلكربونات السيريومقابل للذوبان في الماء؟
كربونات السيريوم غير قابلة للذوبان في الماء ولكنها قابلة للذوبان في المحاليل الحمضية. وهو مركب ثابت لا يتغير عند تعرضه للهواء ولكنه يتحول إلى اللون الأسود تحت الأشعة فوق البنفسجية.
6. هل السيريوم صلب أم ناعم؟
السيريوم هو معدن ترابي نادر ناعم، أبيض فضي، ذو تفاعل كيميائي عالي وملمس مرن يمكن قطعه بسكين.
الخصائص الفيزيائية للسيريوم تدعم أيضًا طبيعته الناعمة. السيريوم لديه نقطة انصهار تبلغ 795 درجة مئوية، ونقطة غليان تبلغ 3443 درجة مئوية، وكثافة 6.67 جم / مل. بالإضافة إلى ذلك، يتغير لونه عند تعرضه للهواء. تشير هذه الخصائص إلى أن السيريوم هو بالفعل معدن ناعم ومرن.
7. هل يستطيع السيريوم أكسدة الماء؟
السيريوم قادر على أكسدة الماء بسبب تفاعله الكيميائي. يتفاعل ببطء مع الماء البارد وبسرعة مع الماء الساخن، مما يؤدي إلى تكوين هيدروكسيد السيريوم وغاز الهيدروجين. ويزداد معدل هذا التفاعل في الماء الساخن مقارنة بالماء البارد.
8. هل السيريوم نادر؟
نعم، يعتبر السيريوم من العناصر النادرة حيث يشكل ما يقارب 0.0046% من القشرة الأرضية، مما يجعله من أكثر العناصر الأرضية النادرة وفرة.
9. هل السيريوم سائل أم غاز صلب؟
يوجد السيريوم كمادة صلبة في درجة حرارة الغرفة وظروف الضغط. يبدو كمعدن تفاعلي ذو لون رمادي فضي يمتلك ليونة وهو أكثر ليونة من الحديد. وعلى الرغم من أنه يمكن أن يتحول إلى سائل تحت ظروف التسخين، إلا أنه في الظروف العادية (درجة حرارة الغرفة والضغط)، فإنه يبقى في حالته الصلبة بسبب نقطة انصهاره البالغة 795 درجة مئوية ونقطة الغليان البالغة 3443 درجة مئوية.
10. كيف يبدو السيريوم؟
يُظهر السيريوم مظهر معدن فضي رمادي تفاعلي ينتمي إلى مجموعة العناصر الأرضية النادرة (REEs). رمزه الكيميائي هو Ce في حين أن عدده الذري هو 58. وهو يتميز بكونه واحدًا من أكثر العناصر النادرة وفرة. يتمتع مسحوق Ceriu بتفاعلية عالية تجاه الهواء مما يسبب احتراقًا تلقائيًا، كما أنه يذوب بسهولة في الأحماض. إنه بمثابة عامل اختزال ممتاز يستخدم بشكل أساسي لإنتاج السبائك.
وتشمل الخصائص الفيزيائية ما يلي: تتراوح الكثافة من 6.7 إلى 6.9 اعتمادًا على التركيب البلوري؛ تبلغ نقطة الانصهار 799 درجة مئوية بينما تصل نقطة الغليان إلى 3426 درجة مئوية. يأتي اسم "السيريوم" من المصطلح الإنجليزي "سيريس"، والذي يشير إلى كويكب. تبلغ نسبة المحتوى داخل القشرة الأرضية حوالي 0.0046%، مما يجعلها منتشرة بشكل كبير بين العناصر الأرضية النادرة.
يتواجد السيريو بشكل رئيسي في المونازيت، والباستناسيت، والمنتجات الانشطارية المشتقة من البلوتونيوم واليورانيوم والثوريوم. في الصناعة، فإنه يجد تطبيقات واسعة مثل استخدام محفز تصنيع السبائك.