Antecedentes y situación general
Elementos de tierras rarasson la base del escandio, itrio y lantano IIIB en la tabla periódica. Hay 17 elementos. Las tierras raras tienen propiedades físicas y químicas únicas y se han utilizado ampliamente en la industria, la agricultura y otros campos. La pureza de los compuestos de tierras raras determina directamente las propiedades especiales de los materiales. Diferentes purezas de materiales de tierras raras pueden producir materiales cerámicos, materiales fluorescentes y materiales electrónicos con diferentes requisitos de rendimiento. Actualmente, con el desarrollo de la tecnología de extracción de tierras raras, los compuestos de tierras raras limpios presentan una buena perspectiva de mercado, y la preparación de materiales de tierras raras de alto rendimiento plantea mayores requisitos para los compuestos de tierras raras limpios. El compuesto de cerio tiene una amplia gama de usos, y su efecto en la mayoría de las aplicaciones está relacionado con su pureza, propiedades físicas y contenido de impurezas. En la distribución de los elementos de tierras raras, el cerio representa aproximadamente el 50% de los recursos de tierras raras ligeras. Con la creciente aplicación de cerio de alta pureza, el requisito del índice de contenido de tierras no raras para los compuestos de cerio es cada vez mayor.Óxido de cerioEl óxido de cerio, con número CAS 1306-38-3, fórmula molecular CeO2 y peso molecular 172,11, es el óxido más estable del cerio, un elemento de tierras raras. Es un sólido de color amarillo pálido a temperatura ambiente que se oscurece al calentarse. Gracias a su excelente rendimiento, el óxido de cerio se utiliza ampliamente en materiales luminiscentes, catalizadores, polvos de pulido, protección UV y otros ámbitos. En los últimos años, ha despertado el interés de numerosos investigadores. Su preparación y rendimiento se han convertido en un tema central de investigación.
Proceso de producción
Método 1: Agitar a temperatura ambiente, añadir solución de hidróxido de sodio de 5,0 mol/L a solución de sulfato de cerio de 0,1 mol/L, ajustar el valor de pH a mayor que 10, y tiene lugar la reacción de precipitación. El sedimento se bombeó, se lavó varias veces con agua desionizada y luego se secó en un horno a 90℃ durante 24 horas. Después de moler y filtrar (tamaño de partícula menor que 0,1 mm), se obtiene óxido de cerio y se coloca en un lugar seco para almacenamiento sellado. Método 2: Tomando cloruro de cerio o nitrato de cerio como materias primas, ajustar el valor de pH a 2 con agua amoniacal, agregar oxalato para precipitar oxalato de cerio, después de calentar, curar, separar y lavar, secar a 110℃, luego quemar para obtener óxido de cerio a 900 ~ 1000℃. El óxido de cerio puede obtenerse calentando la mezcla de óxido de cerio y polvo de carbono a 1250℃ en una atmósfera de monóxido de carbono.
Solicitud
El óxido de cerio se utiliza como aditivo en la industria del vidrio, en materiales para el pulido de vidrio plano, y se ha extendido a aplicaciones como el pulido de vidrio, lentes ópticas, cinescopios, blanqueo, clarificación, vidrio para radiación ultravioleta y absorción de cables electrónicos, entre otras. También se utiliza como antirreflectante para lentes de gafas, y el cerio se emplea para producir amarillo de cerio-titanio, que da al vidrio un color amarillo claro. El frente de oxidación de tierras raras influye en la cristalización y las propiedades de las vitrocerámicas en el sistema CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂. Los resultados de la investigación muestran que la adición de un frente de oxidación adecuado mejora el efecto de clarificación del vidrio líquido, elimina las burbujas, compacta la estructura del vidrio y mejora las propiedades mecánicas y la resistencia a los álcalis de los materiales. La cantidad óptima de óxido de cerio es de 1,5, cuando se utiliza en esmaltes cerámicos y en la industria electrónica como penetrante cerámico piezoeléctrico. También se utiliza en la fabricación de catalizadores de alta actividad, cubiertas incandescentes para lámparas de gas y pantallas fluorescentes de rayos X (principalmente como agente de pulido de lentes). El polvo de pulido de cerio de tierras raras se utiliza ampliamente en cámaras, lentes de cámara, tubos de imagen de TELEVISIÓN, lentes, etc. También se puede utilizar en la industria del vidrio. El óxido de cerio y el dióxido de titanio se pueden utilizar juntos para hacer que el vidrio sea amarillo. El óxido de cerio para la decoloración del vidrio tiene las ventajas de un rendimiento estable a alta temperatura, bajo costo y no absorbe la luz visible. Además, el óxido de cerio se agrega al vidrio utilizado en edificios y automóviles para reducir la transmitancia de la luz ultravioleta. Para la producción de materiales luminiscentes de tierras raras, el óxido de cerio se agrega como activador en los fósforos tricolores de tierras raras utilizados en los materiales luminiscentes de los materiales de las lámparas de ahorro de energía y los fósforos utilizados en indicadores y detectores de radiación. El óxido de cerio también es una materia prima para la preparación del cerio metálico. Además, se ha utilizado ampliamente en materiales semiconductores, pigmentos de alta calidad y sensibilizadores de vidrio fotosensibles, y purificadores de gases de escape de automóviles. El catalizador para la purificación de gases de escape de automóviles se compone principalmente de un soporte cerámico (o metálico) de panal y un recubrimiento activado superficial. El recubrimiento activado consiste en una gran área de trióxido gamma, una cantidad apropiada de óxidos que estabilizan el área superficial y un metal con actividad catalítica disperso dentro del recubrimiento. Para reducir la costosa dosificación de Pt, Rh, aumentar la dosificación de Pd es relativamente barato, reducir el costo del catalizador sin reducir los catalizadores de purificación de escape de automóviles bajo la premisa de diversos rendimientos, comúnmente utilizado Pt. Pd. Activación del recubrimiento de catalizador ternario Rh, generalmente un método de inmersión total para agregar una cierta cantidad de óxido de cerio y óxido de lantano, constituye un efecto catalítico de tierras raras que es excelente. Catalizador ternario de metales preciosos. El óxido de lantano y el óxido de cerio se utilizaron como auxiliares para mejorar el rendimiento de ¦ A-Alúmina soportada catalizadores de metales nobles. Según la investigación, el mecanismo catalítico del óxido de cerio y el óxido de lantano es principalmente mejorar la actividad catalítica del recubrimiento activo, ajustar automáticamente la relación aire-combustible y la catálisis, y mejorar la estabilidad térmica y la resistencia mecánica del soporte.