Arxa plan və ümumi vəziyyət
Nadir torpaq elementləriDövri cədvəldə IIIB skandium, itrium və lantandan ibarət döşəmə lövhələridir. 17 element var. Nadir torpaq unikal fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərə malikdir və sənayedə, kənd təsərrüfatında və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Nadir torpaq birləşmələrinin saflığı materialların xüsusi xüsusiyyətlərini birbaşa müəyyən edir. Nadir torpaq materiallarının fərqli saflığı fərqli performans tələblərinə malik keramika materialları, flüoresan materiallar və elektron materiallar istehsal edə bilər. Hazırda nadir torpaq çıxarma texnologiyasının inkişafı ilə təmiz nadir torpaq birləşmələri yaxşı bazar perspektivi təqdim edir və yüksək performanslı nadir torpaq materiallarının hazırlanması təmiz nadir torpaq birləşmələri üçün daha yüksək tələblər irəli sürür. Serium birləşməsinin geniş istifadə sahəsi var və əksər tətbiqlərdə təsiri onun saflığı, fiziki xüsusiyyətləri və aşqar tərkibi ilə əlaqədardır. Nadir torpaq elementlərinin paylanmasında serium yüngül nadir torpaq ehtiyatlarının təxminən 50%-ni təşkil edir. Yüksək təmizlikli seriumun artan tətbiqi ilə serium birləşmələri üçün qeyri-nadir torpaq tərkibi indeksinə tələbat getdikcə artır.Serium oksidiSerium oksididir, CAS nömrəsi 1306-38-3, molekulyar formulu CeO2, molekulyar çəkisi: 172.11; Serium oksidi nadir torpaq elementi seriumun ən sabit oksididir. Otaq temperaturunda solğun sarı rəngli bərk maddədir və qızdırıldıqda daha tündləşir. Serium oksidi əla performansına görə lüminesans materiallarda, katalizatorlarda, cilalama tozunda, UB ekranlamasında və digər aspektlərdə geniş istifadə olunur. Son illərdə bir çox tədqiqatçının marağına səbəb olub. Serium oksidinin hazırlanması və performansı son illərdə tədqiqatların əsas mövzusuna çevrilib.
İstehsal prosesi
Metod 1: Otaq temperaturunda qarışdırın, 0,1 mol/L serium sulfat məhluluna 5,0 mol/L natrium hidroksid məhlulu əlavə edin, pH dəyərini 10-dan çox tənzimləyin və çökmə reaksiyası baş verir. Çöküntü pompalanır, deionlaşdırılmış su ilə bir neçə dəfə yuyulur və sonra 90°C sobada 24 saat qurudulur. Üyüdüldükdən və süzüldükdən sonra (hissəcik ölçüsü 0,1 mm-dən az), serium oksidi əldə edilir və qapalı saxlama üçün quru yerdə saxlanılır. Metod 2: Xammal kimi serium xlorid və ya serium nitrat götürülür, pH dəyəri ammonyak suyu ilə 2-yə tənzimlənir, serium oksalatı çökdürmək üçün oksalat əlavə edilir, qızdırıldıqdan, bərkidildikdən, ayrıldıqdan və yuyulduqdan sonra 110°C-də qurudulur, sonra 900 ~ 1000°C-də serium oksidinə qədər yandırılır. Serium oksidi, serium oksidi və karbon tozunun qarışığını 1250°C-də karbonmonoksit atmosferində qızdırmaqla əldə edilə bilər.
Tətbiq
Serium oksidi şüşə sənayesində, lövhə şüşə üyütmə materiallarında əlavələr kimi istifadə olunur və şüşə üyütmə, optik linzalar, kineskop, ağartma, aydınlaşdırma, şüşənin ultrabənövşəyi şüalanması və elektron məftillərin udulması və s. kimi eynəklərdə də istifadə olunur. Həmçinin eynək linzaları üçün antireflektor kimi istifadə olunur və serium şüşəni açıq sarı etmək üçün serium titan sarısı etmək üçün istifadə olunur. Nadir torpaq oksidləşmə cəbhəsi CaO-MgO-AI2O3-SiO2 sistemində şüşə keramikasının kristallaşmasına və xüsusiyyətlərinə müəyyən təsir göstərir. Tədqiqat nəticələri göstərir ki, müvafiq oksidləşmə cəbhəsinin əlavə edilməsi şüşə mayesinin aydınlaşdırma təsirini yaxşılaşdırmaq, qabarcıqları aradan qaldırmaq, şüşə strukturunu kompaktlaşdırmaq və materialların mexaniki xüsusiyyətlərini və qələvi müqavimətini yaxşılaşdırmaq üçün faydalıdır. Serium oksidinin optimal əlavə miqdarı keramika şirəsi və elektron sənayesində pyezoelektrik keramika penetrantı kimi istifadə edildikdə 1,5-dir. Həmçinin yüksək aktivlikli katalizator, qaz lampası közərmə örtüyü, rentgen flüoresan ekran (əsasən linza cilalama agentində istifadə olunur) istehsalında da istifadə olunur. Nadir torpaq serium cilalama tozu kameralarda, kamera linzalarında, TELEVİZOR şəkil borusunda, linzada və s. geniş istifadə olunur. Şüşə sənayesində də istifadə edilə bilər. Serium oksidi və titan dioksid şüşəni sarı rəngə çevirmək üçün birlikdə istifadə edilə bilər. Şüşənin rəngsizləşdirilməsi üçün serium oksidi yüksək temperaturda sabit işləmə, aşağı qiymət və görünən işığın udulmaması kimi üstünlüklərə malikdir. Bundan əlavə, ultrabənövşəyi işığın keçiriciliyini azaltmaq üçün binalarda və avtomobillərdə istifadə olunan şüşəyə serium oksidi əlavə edilir. Nadir torpaq lüminessent materialların istehsalı üçün enerjiyə qənaət edən lampaların lüminessent materiallarında istifadə olunan nadir torpaq üçrəngli fosforlarında və indikatorlarda və radiasiya detektorlarında istifadə olunan fosforlarda aktivləşdirici kimi serium oksidi əlavə olunur. Serium oksidi həmçinin metal seriumun hazırlanması üçün xammaldır. Bundan əlavə, yarımkeçirici materiallarda, yüksək dərəcəli piqmentlərdə və fotohəssas şüşə həssaslaşdırıcısında, avtomobil işlənmiş qaz təmizləyicisindən geniş istifadə edilmişdir. Avtomobil işlənmiş qazların təmizlənməsi üçün katalizator əsasən pətək keramika (və ya metal) daşıyıcısından və səthi aktivləşdirilmiş örtükdən ibarətdir. Aktivləşdirilmiş örtük, qamma-trioksidin böyük bir sahəsindən, səth sahəsini sabitləşdirən müvafiq miqdarda oksiddən və örtük daxilində yayılmış katalitik aktivliyə malik metaldan ibarətdir. Bahalı Pt, Rh dozasını azaltmaq, Pd dozasını artırmaq nisbətən ucuzdur, müxtəlif performans şərtləri altında avtomobil işlənmiş qazların təmizlənməsi katalizatorlarını azaltmadan katalizatorun dəyərini azaldır, geniş istifadə olunan Pt. Pd. Rh üçlü katalizator örtüyünün aktivləşdirilməsi, adətən müəyyən miqdarda serium oksidi və lantan oksidi əlavə etmək üçün tam immersiya metodu, nadir torpaq katalitik effekti yaradır və əladır. Qiymətli metal üçlü katalizator. Lanthan oksidi və serium oksidi ¦ A-Alüminium oksidi ilə dəstəklənən nəcib metal katalizatorlarının performansını yaxşılaşdırmaq üçün köməkçi maddələr kimi istifadə edilmişdir. Tədqiqata görə, serium oksidi və lantan oksidinin katalitik mexanizmi əsasən aktiv örtüyün katalitik aktivliyini yaxşılaşdırmaq, hava-yanacaq nisbətini və katalizi avtomatik tənzimləmək və daşıyıcının istilik stabilliyini və mexaniki möhkəmliyini artırmaqdır.