Ιστορικό και Γενική Κατάσταση
Στοιχεία σπάνιων γαιώνείναι το δάπεδο του IIIB σκάνδιου, του υττρίου και του λανθανίου στον περιοδικό πίνακα. Υπάρχουν 17 στοιχεία. Οι σπάνιες γαίες έχουν μοναδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανία, τη γεωργία και άλλους τομείς. Η καθαρότητα των ενώσεων σπάνιων γαιών καθορίζει άμεσα τις ειδικές ιδιότητες των υλικών. Η διαφορετική καθαρότητα των υλικών σπάνιων γαιών μπορεί να παράγει κεραμικά υλικά, φθορίζοντα υλικά και ηλεκτρονικά υλικά με διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Σήμερα, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας εξαγωγής σπάνιων γαιών, οι καθαρές ενώσεις σπάνιων γαιών παρουσιάζουν μια καλή προοπτική στην αγορά και η παρασκευή υλικών σπάνιων γαιών υψηλής απόδοσης θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για καθαρές ενώσεις σπάνιων γαιών. Η ένωση δημητρίου έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων και η επίδρασή της στις περισσότερες εφαρμογές σχετίζεται με την καθαρότητά της, τις φυσικές ιδιότητες και την περιεκτικότητά της σε προσμίξεις. Στην κατανομή των στοιχείων σπάνιων γαιών, το δημήτριο αντιπροσωπεύει περίπου το 50% των πόρων ελαφρών σπάνιων γαιών. Με την αυξανόμενη εφαρμογή δημητρίου υψηλής καθαρότητας, η απαίτηση για δείκτη περιεκτικότητας μη σπάνιων γαιών για τις ενώσεις δημητρίου είναι όλο και υψηλότερη.Οξείδιο του δημητρίουείναι οξείδιο του δημητρίου, ο αριθμός CAS είναι 1306-38-3, ο μοριακός τύπος είναι CeO2, το μοριακό βάρος: 172,11. Το οξείδιο του δημητρίου είναι το πιο σταθερό οξείδιο του δημητρίου, του στοιχείου σπάνιων γαιών. Είναι ένα ωχροκίτρινο στερεό σε θερμοκρασία δωματίου και γίνεται πιο σκούρο όταν θερμαίνεται. Το οξείδιο του δημητρίου χρησιμοποιείται ευρέως σε φωταυγή υλικά, καταλύτες, σκόνη γυαλίσματος, θωράκιση UV και άλλες πτυχές λόγω της εξαιρετικής του απόδοσης. Τα τελευταία χρόνια, έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών. Η παρασκευή και η απόδοση του οξειδίου του δημητρίου έχουν γίνει ένα ερευνητικό hotspot τα τελευταία χρόνια.
Διαδικασία Παραγωγής
Μέθοδος 1: Ανακατέψτε σε θερμοκρασία δωματίου, προσθέστε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου 5,0 mol/L σε διάλυμα θειικού δημητρίου 0,1 mol/L, ρυθμίστε την τιμή pH σε μεγαλύτερη από 10 και λαμβάνει χώρα η αντίδραση καθίζησης. Το ίζημα αντλήθηκε, πλύθηκε αρκετές φορές με απιονισμένο νερό και στη συνέχεια ξηράνθηκε σε φούρνο στους 90℃ για 24 ώρες. Μετά την άλεση και το φιλτράρισμα (μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 0,1 mm), λαμβάνεται οξείδιο του δημητρίου και τοποθετείται σε ξηρό μέρος για σφραγισμένη αποθήκευση. Μέθοδος 2: Λαμβάνοντας χλωριούχο δημήτριο ή νιτρικό δημήτριο ως πρώτη ύλη, ρυθμίζοντας την τιμή pH στο 2 με νερό αμμωνίας, προσθέτοντας οξαλικό άλας για να καθιζάνει το οξαλικό δημήτριο, μετά από θέρμανση, σκλήρυνση, διαχωρισμό και πλύσιμο, ξήρανση στους 110℃, στη συνέχεια καύση σε οξείδιο του δημητρίου στους 900 ~ 1000℃. Το οξείδιο του δημητρίου μπορεί να ληφθεί με θέρμανση του μείγματος οξειδίου του δημητρίου και σκόνης άνθρακα στους 1250℃ σε ατμόσφαιρα μονοξειδίου του άνθρακα.
Εφαρμογή
Το οξείδιο του δημητρίου χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στη βιομηχανία γυαλιού, σε υλικά λείανσης πλάκας γυαλιού και έχει επεκταθεί στην λείανση γυαλιού, σε οπτικούς φακούς, σε κινοσκόπια, σε λεύκανση, σε διαύγαση, σε γυαλί από υπεριώδη ακτινοβολία και στην απορρόφηση ηλεκτρονικών καλωδίων, κ.ο.κ. Χρησιμοποιείται επίσης ως αντιανακλαστικό για φακούς γυαλιών και το δημήτριο χρησιμοποιείται για να κάνει το δημήτριο κίτρινο τιτανίου για να κάνει το γυαλί ανοιχτό κίτρινο. Το μέτωπο οξείδωσης σπάνιων γαιών έχει κάποια επίδραση στην κρυστάλλωση και τις ιδιότητες των υαλοκεραμικών στο σύστημα CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι η προσθήκη ενός κατάλληλου μετώπου οξείδωσης είναι ευεργετική για τη βελτίωση της επίδρασης διαύγασης του υγρού γυαλιού, την εξάλειψη φυσαλίδων, τη συμπαγή δομή του γυαλιού και τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων και της αντοχής στα αλκάλια των υλικών. Η βέλτιστη ποσότητα προσθήκης οξειδίου του δημητρίου είναι 1,5, όταν χρησιμοποιείται στη βιομηχανία κεραμικών υαλοπινάκων και ηλεκτρονικών ως πιεζοηλεκτρικό κεραμικό διεισδυτικό. Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή καταλυτών υψηλής δραστικότητας, καλύμματος πυρακτώσεως λαμπτήρων αερίου, οθόνης φθορισμού ακτίνων Χ (που χρησιμοποιείται κυρίως σε παράγοντα στίλβωσης φακών). Η γυαλιστική σκόνη δημητρίου σπάνιων γαιών χρησιμοποιείται ευρέως σε κάμερες, φακούς κάμερας, τηλεοπτικούς σωλήνες, φακούς κ.λπ. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία γυαλιού. Το οξείδιο του δημητρίου και το διοξείδιο του τιτανίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί για να κάνουν το γυαλί κίτρινο. Το οξείδιο του δημητρίου για τον αποχρωματισμό του γυαλιού έχει τα πλεονεκτήματα της σταθερής απόδοσης σε υψηλή θερμοκρασία, της χαμηλής τιμής και της μη απορρόφησης ορατού φωτός. Επιπλέον, το οξείδιο του δημητρίου προστίθεται στο γυαλί που χρησιμοποιείται σε κτίρια και αυτοκίνητα για να μειώσει τη διαπερατότητα του υπεριώδους φωτός. Για την παραγωγή φωταυγών υλικών σπάνιων γαιών, το οξείδιο του δημητρίου προστίθεται ως ενεργοποιητής στους τρίχρωμους φωσφόρους σπάνιων γαιών που χρησιμοποιούνται στα φωταυγή υλικά των λαμπτήρων εξοικονόμησης ενέργειας και στους φωσφόρους που χρησιμοποιούνται σε δείκτες και ανιχνευτές ακτινοβολίας. Το οξείδιο του δημητρίου είναι επίσης μια πρώτη ύλη για την παρασκευή του μετάλλου δημητρίου. Επιπλέον, σε υλικά ημιαγωγών, υψηλής ποιότητας χρωστικές και φωτοευαίσθητο ευαισθητοποιητή γυαλιού, ο καθαριστής καυσαερίων αυτοκινήτων έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Ο καταλύτης για τον καθαρισμό καυσαερίων αυτοκινήτων αποτελείται κυρίως από φορέα κηρήθρας κεραμικού (ή μετάλλου) και επιφανειακά ενεργοποιούμενη επίστρωση. Η ενεργοποιημένη επίστρωση αποτελείται από μια μεγάλη περιοχή γ-τριοξειδίου, μια κατάλληλη ποσότητα οξειδίων που σταθεροποιούν την επιφάνεια και ένα μέταλλο με καταλυτική δράση διασκορπισμένο μέσα στην επίστρωση. Προκειμένου να μειωθεί η ακριβή δόση Pt, Rh, η αύξηση της δόσης Pd είναι σχετικά φθηνή, μειώνοντας το κόστος του καταλύτη χωρίς να μειώνεται η απόδοση των καταλυτών καθαρισμού καυσαερίων αυτοκινήτων, υπό την προϋπόθεση διαφόρων επιδόσεων, που χρησιμοποιούνται συνήθως Pt.Pd. Η ενεργοποίηση της τριαδικής επίστρωσης καταλύτη Rh, συνήθως μια μέθοδος ολικής εμβάπτισης για την προσθήκη μιας ορισμένης ποσότητας οξειδίου του δημητρίου και οξειδίου του λανθανίου, αποτελεί μια εξαιρετική καταλυτική επίδραση σπάνιων γαιών. Τριαδικός καταλύτης πολύτιμων μετάλλων. Το οξείδιο του λανθανίου και το οξείδιο του δημητρίου χρησιμοποιήθηκαν ως βοηθητικά για τη βελτίωση της απόδοσης των καταλυτών ευγενών μετάλλων που υποστηρίζονται από A-Αλουμίνα. Σύμφωνα με την έρευνα, ο καταλυτικός μηχανισμός του οξειδίου του δημητρίου και του οξειδίου του λανθανίου είναι κυρίως η βελτίωση της καταλυτικής δράσης της ενεργής επίστρωσης, η αυτόματη ρύθμιση της αναλογίας αέρα-καυσίμου και της κατάλυσης και η βελτίωση της θερμικής σταθερότητας και της μηχανικής αντοχής του φορέα.