Antecedentes e situación xeral
Elementos de terras rarasson a táboa do piso IIIB de escandio, itrio e lantano na táboa periódica. Hai l7 elementos. As terras raras teñen propiedades físicas e químicas únicas e foron amplamente utilizadas na industria, a agricultura e outros campos. A pureza dos compostos de terras raras determina directamente as propiedades especiais dos materiais. Diferente pureza de materiais de terras raras pode producir materiais cerámicos, materiais fluorescentes e materiais electrónicos con diferentes requisitos de rendemento. Na actualidade, co desenvolvemento da tecnoloxía de extracción de terras raras, os compostos limpos de terras raras presentan unha boa perspectiva de mercado e a preparación de materiais de terras raras de alto rendemento presenta requisitos máis elevados para os compostos limpos de terras raras. O composto de cerio ten unha ampla gama de usos, e o seu efecto na maioría das aplicacións está relacionado coa súa pureza, propiedades físicas e contido de impurezas. Na distribución dos elementos de terras raras, o cerio representa preto do 50% dos recursos lixeiros de terras raras. Coa crecente aplicación de cerio de alta pureza, o requisito do índice de contido de terras non raras para os compostos de cerio é cada vez maior.Óxido de cerioé óxido cérico, o número CAS é 1306-38-3, a fórmula molecular é CeO2, peso molecular: 172,11; O óxido de cerio é o óxido máis estable do elemento cerio de terras raras. É un sólido amarelo pálido a temperatura ambiente e vólvese máis escuro cando se quenta. O óxido de cerio é amplamente utilizado en materiais luminiscentes, catalizadores, po de pulido, protección UV e outros aspectos debido ao seu excelente rendemento. Nos últimos anos, espertou o interese de moitos investigadores. A preparación e o rendemento do óxido de cerio convertéronse nun foco de investigación nos últimos anos.
Proceso de Produción
Método 1: axita a temperatura ambiente, engade a solución de hidróxido de sodio de 5,0 mol/L á solución de sulfato de cerio de 0,1 mol/L, axusta o valor de pH para que sexa superior a 10 e prodúcese a reacción de precipitación. O sedimento foi bombeado, lavado varias veces con auga desionizada e despois secado nun forno a 90 ℃ durante 24 horas. Despois de moer e filtrar (tamaño de partícula inferior a 0,1 mm), obtense óxido de cerio e colócase nun lugar seco para almacenamento selado. Método 2: tomando cloruro de cerio ou nitrato de cerio como materias primas, axustando o valor de pH a 2 con auga de amoníaco, engadindo oxalato para precipitar oxalato de cerio, despois de quentar, curar, separar e lavar, secar a 110 ℃ e queimar a óxido de cerio a 900. ~ 1000 ℃. O óxido de cerio pódese obter quentando a mestura de óxido de cerio e carbono en po a 1250 ℃ nunha atmosfera de monóxido de carbono.
Aplicación
O óxido de cerio úsase para aditivos da industria do vidro, materiais de moenda de vidro de placas, e estendeuse aos lentes de moenda de vidro, lentes ópticas, cinescopio, branqueamento, clarificación, vidro de radiación ultravioleta e absorción de fíos electrónicos, etc. Tamén se usa como anti-reflector para lentes de lentes, e o cerio úsase para facer cerio-titanio amarelo para facer o vidro amarelo claro. A fronte de oxidación de terras raras ten unha certa influencia na cristalización e as propiedades da cerámica de vidrio no sistema CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Os resultados da investigación mostran que a adición dunha fronte de oxidación adecuada é beneficiosa para mellorar o efecto de clarificación do líquido de vidro, eliminar as burbullas, facer que a estrutura de vidro sexa compacta e mellorar as propiedades mecánicas e a resistencia aos álcalis dos materiais. A cantidade de adición óptima de óxido de cerio é de 1,5 cando se usa no esmalte cerámico e na industria electrónica como penetrante cerámico piezoeléctrico. Tamén se usa na fabricación de catalizador de alta actividade, tapa incandescente de lámpadas de gas, pantalla fluorescente de raios X (utilizada principalmente no axente de pulido de lentes). O po de pulido de cerio de terras raras úsase amplamente en cámaras, lentes de cámaras, tubos de imaxe de TELEVISIÓN, lentes, etc. Tamén se pode usar na industria do vidro. O óxido de cerio e o dióxido de titanio pódense usar xuntos para facer que o vidro sexa amarelo. O óxido de cerio para a decoloración do vidro ten as vantaxes dun rendemento estable a alta temperatura, baixo prezo e sen absorción de luz visible. Ademais, engádese óxido de cerio ao vidro usado en edificios e coches para reducir a transmitancia da luz ultravioleta. Para a produción de materiais luminiscentes de terras raras, engádese óxido de cerio como activador nos fósforos tricolores de terras raras utilizados nos materiais luminiscentes de lámpadas de aforro enerxético e nos fósforos utilizados en indicadores e detectores de radiación. O óxido de cerio tamén é unha materia prima para a preparación do cerio metálico. Ademais, en materiais semicondutores, pigmentos de alta calidade e sensibilizador de vidro fotosensible, o purificador de escape de automóbiles foi amplamente utilizado. O catalizador para a purificación de gases de escape de automóbiles está composto principalmente por un soporte cerámico (ou metálico) de panal de mel e un revestimento activado por superficie. O revestimento activado consiste nunha gran área de trióxido gamma, unha cantidade adecuada de óxidos que estabilizan a superficie e un metal con actividade catalítica disperso dentro do revestimento. Co fin de reducir a cara Pt, Rh dosificación, aumentar a dosificación de Pd é relativamente barato, reducir o custo do catalizador sen reducir os catalizadores de purificación de escape de automóbiles baixo a premisa de varios rendemento, comunmente usado Pt. Pd. A activación do revestimento de catalizador ternario Rh, normalmente un método de inmersión total para engadir unha certa cantidade de óxido de cerio e óxido de lantano, constitúe un efecto catalítico de terras raras excelente. Catalizador ternario de metais preciosos. O óxido de lantano e o óxido de cerio utilizáronse como auxiliares para mellorar o rendemento dos catalizadores de metais nobres soportados por ¦ A-Alúmina. Segundo a investigación, o mecanismo catalítico do óxido de cerio e do óxido de lantano é principalmente mellorar a actividade catalítica do revestimento activo, axustar automaticamente a relación aire-combustible e a catálise e mellorar a estabilidade térmica e a resistencia mecánica do portador.