Tseeriumkarbonaat on anorgaaniline ühend, mis saadakse tseeriumoksiidi reageerimisel karbonaadiga. Sellel on suurepärane stabiilsus ja keemiline inertsus ning seda kasutatakse laialdaselt erinevates sektorites, nagu tuumaenergia, katalüsaatorid, pigmendid, klaas jne. Turu-uuringute institutsioonide andmetel ulatus ülemaailmne tseeriumkarbonaadi turg 2019. aastal 2,4 miljardi dollarini ja prognooside kohaselt 2024. aastaks 3,4 miljardit dollarit. Tseeriumkarbonaadi tootmiseks on kolm peamist tootmismeetodit: keemiline, füüsikaline ja bioloogiline. Nende meetodite hulgas kasutatakse suhteliselt madalate tootmiskulude tõttu valdavalt keemilist meetodit; samas tekitab see ka olulisi keskkonnareostusprobleeme. Tseeriumkarbonaadi tööstusel on suured arenguväljavaated ja -potentsiaal, kuid see peab seisma silmitsi ka tehnoloogiliste edusammude ja keskkonnakaitse väljakutsetega. UrbanMines Tech. Co., Ltd., Hiina juhtiv ettevõte, mis on spetsialiseerunud uurimis- ja arendustegevusele ning tseeriumkarbonaadi toodete tootmisele ja müügile, püüab edendada jätkusuutlikku tööstuse kasvu keskkonnakaitsetavade intelligentse tähtsuse seadmise kaudu, rakendades samal ajal nutikalt tõhusaid meetmeid. UrbanMinesi uurimis- ja arendusmeeskond on koostanud selle artikli, et vastata meie klientide küsimustele ja muredele.
1. Milleks tseeriumkarbonaati kasutatakse? Millised on tseeriumkarbonaadi rakendused?
Tseeriumkarbonaat on tseeriumist ja karbonaadist koosnev ühend, mida kasutatakse peamiselt katalüütilistes materjalides, luminestsentsmaterjalides, poleerimismaterjalides ja keemilistes reaktiivides. Selle konkreetsed rakendusvaldkonnad hõlmavad järgmist:
(1) Haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalid: kõrge puhtusastmega tseeriumkarbonaat on haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide valmistamisel ülioluline tooraine. Neid luminestsentsmaterjale kasutatakse laialdaselt valgustuses, ekraanides ja muudes valdkondades, pakkudes olulist tuge kaasaegse elektroonikatööstuse arengule.
(2) Autode mootorite heitgaasipuhastid: tseeriumkarbonaati kasutatakse autode heitgaaside puhastuskatalüsaatorite tootmisel, mis vähendavad tõhusalt sõidukite heitgaaside heitgaase ja mängivad olulist rolli õhukvaliteedi parandamisel.
(3) Poleerimismaterjalid: toimides lisandina poleerimisühendites, suurendab tseeriumkarbonaat erinevate ainete heledust ja siledust.
(4) Värvilised tehnoplastid: värvainena kasutamisel annab tseeriumkarbonaat tehnilistele plastidele spetsiifilisi värve ja omadusi.
(5) Keemilised katalüsaatorid: tseeriumkarbonaati kasutatakse laialdaselt keemilise katalüsaatorina, suurendades katalüsaatori aktiivsust ja selektiivsust, soodustades samal ajal keemilisi reaktsioone.
(6) Keemilised reaktiivid ja meditsiinilised rakendused. Lisaks keemilise reagendina kasutamisele on tseeriumkarbonaat näidanud oma väärtust meditsiinivaldkondades, nagu põletushaavade ravi.
(7) Tsementeeritud karbiidi lisandid: tseeriumkarbonaadi lisamine tsementeeritud karbiidisulamitele parandab nende kõvadust ja kulumiskindlust.
(8) Keraamikatööstus: keraamikatööstuses kasutatakse tseeriumkarbonaati lisandina, et parandada keraamika toimivus- ja välimusomadusi.
Kokkuvõtteks võib öelda, et tänu oma ainulaadsetele omadustele ja laiale kasutusalale erinevates tööstusharudes on tseeriumkarbonaatidel oluline roll.
2. Mis värvi on tseeriumkarbonaat?
Tseeriumkarbonaadi värvus on valge, kuid selle puhtus võib konkreetset värvi veidi mõjutada, mille tulemuseks on kergelt kollakas toon.
3. Millised on tseeriumi kolm levinumat kasutust?
Tseeriumil on kolm levinumat rakendust:
(1) Seda kasutatakse kaaskatalüsaatorina autode heitgaaside puhastuskatalüsaatorites, et säilitada hapniku säilitamise funktsioon, parandada katalüsaatori jõudlust ja vähendada väärismetallide kasutamist. Seda katalüsaatorit on autodes laialdaselt kasutatud, vähendades tõhusalt sõidukite heitgaasidest keskkonda sattuvat saastet.
(2) See toimib lisandina optilises klaasis ultraviolett- ja infrapunakiirte neelamiseks. Seda kasutatakse laialdaselt autoklaasides, pakkudes kaitset UV-kiirte eest ja vähendades auto sisetemperatuuri, säästes seeläbi kliimaseadmete jaoks elektrienergiat. Alates 1997. aastast on tseeriumoksiidi kasutatud kõigis Jaapani autoklaasides ja seda kasutatakse laialdaselt ka Ameerika Ühendriikides.
(3) Tseeriumi võib lisada lisandina NdFeB püsimagnetmaterjalidele, et parandada nende magnetilisi omadusi ja stabiilsust. Neid materjale kasutatakse laialdaselt elektroonikas ja elektrimasinates, nagu mootorid ja generaatorid, parandades seadmete tõhusust ja jõudlust.
4. Mida teeb tseerium kehaga?
Tseeriumi mõju kehale hõlmab peamiselt hepatotoksilisust ja osteotoksilisust, samuti võimalikke mõjusid nägemisnärvisüsteemile. Tseerium ja selle ühendid on kahjulikud inimese epidermisele ja nägemisnärvisüsteemile, isegi minimaalne sissehingamine põhjustab puude või eluohtlike seisundite ohtu. Tseeriumoksiid on inimkehale mürgine, kahjustades maksa ja luid. Igapäevaelus on ülioluline võtta õigeid ettevaatusabinõusid ja vältida kemikaalide sissehingamist.
Täpsemalt võib tseeriumoksiid vähendada protrombiini sisaldust, muutes selle passiivseks; inhibeerida trombiini teket; sadestada fibrinogeeni; ja katalüüsivad fosfaatühendi lagunemist. Pikaajaline kokkupuude liigse haruldaste muldmetallide sisaldusega esemetega võib põhjustada maksa- ja luustikukahjustusi.
Lisaks võib tseeriumoksiidi või muid aineid sisaldav poleerimispulber hingamisteede sissehingamise kaudu otse kopsudesse sattuda, põhjustades kopsude ladestumist, mis võib põhjustada silikoosi. Kuigi radioaktiivse tseeriumi üldine imendumismäär organismis on madal, imendub imikutel seedetraktis 144Ce suhteliselt kõrge osa. Radioaktiivne tseerium koguneb aja jooksul peamiselt maksa ja luudesse.
5. Kastseeriumkarbonaatvees lahustuv?
Tseeriumkarbonaat ei lahustu vees, kuid lahustub happelistes lahustes. See on stabiilne ühend, mis ei muutu õhuga kokkupuutel, kuid muutub ultraviolettvalguses mustaks.
6. Kas tseerium on kõva või pehme?
Tseerium on pehme hõbevalge haruldane muldmetall, millel on kõrge keemiline reaktsioonivõime ja tempermalmist tekstuur, mida saab noaga lõigata.
Tseeriumi füüsikalised omadused toetavad ka selle pehmet olemust. Tseeriumi sulamistemperatuur on 795 °C, keemistemperatuur 3443 °C ja tihedus 6,67 g/ml. Lisaks muudab see õhuga kokkupuutel värvi. Need omadused näitavad, et tseerium on tõepoolest pehme ja plastiline metall.
7. Kas tseerium võib vett oksüdeerida?
Keerium on oma keemilise reaktsioonivõime tõttu võimeline vett oksüdeerima. See reageerib aeglaselt külma veega ja kiiresti kuuma veega, mille tulemuseks on tseeriumhüdroksiidi ja gaasilise vesiniku moodustumine. Selle reaktsiooni kiirus suureneb kuumas vees võrreldes külma veega.
8. Kas tseerium on haruldane?
Jah, tseeriumit peetakse haruldaseks elemendiks, kuna see moodustab umbes 0,0046% maakoorest, mis teeb sellest haruldaste muldmetallide elementide hulgas ühe kõige rikkalikuma.
9. Kas tseerium on tahke vedelik või gaas?
Tseerium eksisteerib tahke ainena toatemperatuuril ja rõhutingimustel. See näib olevat hõbehalli reaktiivne metall, millel on elastsus ja mis on rauast pehmem. Kuigi see võib kuumutamisel muutuda vedelaks, jääb see tavalistes tingimustes (toatemperatuur ja rõhk) tahkes olekus tänu sulamistemperatuurile 795 °C ja keemistemperatuurile 3443 °C.
10. Kuidas tseerium välja näeb?
Tseeriumil on haruldaste muldmetallide (REE) rühma kuuluv hõbehall reaktiivne metall. Selle keemiline sümbol on Ce, samas kui selle aatomnumber on 58. Seda iseloomustab see, et see on üks enim esinevatest REEdest. Ceriu pulber on õhu suhtes kõrge reaktsioonivõimega, mis põhjustab isesüttimist ja lahustub kergesti ka hapetes. See toimib suurepärase redutseerijana, mida kasutatakse peamiselt sulamite tootmiseks.
Füüsikaliste omaduste hulka kuuluvad: tihedus jääb vahemikku 6,7-6,9 sõltuvalt kristalli struktuurist; sulamistemperatuur on 799 ℃, keemistemperatuur aga 3426 ℃. Nimetus “tseerium” pärineb ingliskeelsest terminist “Ceres”, mis viitab asteroidile. Maakoore sisaldus on ligikaudu 0,0046%, mis muudab selle REE-de seas väga levinud.
Ceriu esineb peamiselt monasiidis, bastnaesiidis ja uraan-tooriumplutooniumist saadud lõhustumisproduktides. Tööstuses leiab see laialdasi rakendusi, näiteks sulamite tootmise katalüsaatorite kasutamine.