Pozadina i opća situacija
Elementi rijetke zemljesu podna ploča IIIB skandijuma, itrija i lantana u periodnom sustavu. Ima l7 elemenata. Rijetka zemlja ima jedinstvena fizikalna i kemijska svojstva i naširoko se koristi u industriji, poljoprivredi i drugim područjima. Čistoća spojeva rijetkih zemalja izravno određuje posebna svojstva materijala. Različite čistoće rijetkih zemaljskih materijala mogu proizvesti keramičke materijale, fluorescentne materijale i elektroničke materijale s različitim zahtjevima performansi. Trenutno, s razvojem tehnologije ekstrakcije rijetkih zemalja, čisti spojevi rijetkih zemalja predstavljaju dobru tržišnu perspektivu, a priprema visokoučinkovitih materijala rijetkih zemalja postavlja veće zahtjeve za čistim spojevima rijetkih zemalja. Cerijev spoj ima širok raspon namjena, a njegov učinak u većini primjena povezan je s njegovom čistoćom, fizičkim svojstvima i sadržajem nečistoća. U distribuciji elemenata rijetke zemlje, cerij čini oko 50% resursa lake rijetke zemlje. Uz sve veću primjenu cerija visoke čistoće, zahtjev za indeksom sadržaja nerijetkih zemalja za cerijeve spojeve je sve veći.Cerijev oksidje cerijev oksid, CAS broj je 1306-38-3, molekulska formula je CeO2, molekulska težina: 172,11; Cerijev oksid je najstabilniji oksid elementa rijetke zemlje cerija. To je blijedožuta krutina na sobnoj temperaturi, a zagrijavanjem postaje tamnija. Cerijev oksid naširoko se koristi u luminiscentnim materijalima, katalizatorima, prahu za poliranje, zaštiti od UV zračenja i drugim aspektima zbog svojih izvrsnih performansi. Posljednjih godina pobudila je interes mnogih istraživača. Priprema i izvedba cerijevog oksida postali su žarište istraživanja posljednjih godina.
Proizvodni proces
Metoda 1: Miješajte na sobnoj temperaturi, dodajte otopinu natrijevog hidroksida od 5,0 mol/L u otopinu cerijevog sulfata od 0,1 mol/L, namjestite pH vrijednost na veću od 10 i odvija se reakcija taloženja. Sediment je ispumpan, ispran nekoliko puta deioniziranom vodom, a zatim sušen u pećnici na 90 ℃ 24 sata. Nakon mljevenja i filtriranja (veličina čestica manja od 0,1 mm) dobiva se cerijev oksid koji se stavlja na suho mjesto za zatvoreno skladištenje. Metoda 2: Uzimanje cerijevog klorida ili cerijevog nitrata kao sirovina, podešavanje pH vrijednosti na 2 s amonijačnom vodom, dodavanje oksalata za precipitaciju cerijevog oksalata, nakon zagrijavanja, stvrdnjavanja, odvajanja i pranja, sušenje na 110 ℃, zatim spaljivanje do cerijevog oksida na 900 ~ 1000 ℃. Cerijev oksid se može dobiti zagrijavanjem smjese cerijevog oksida i ugljičnog praha na 1250 ℃ u atmosferi ugljičnog monoksida.
Primjena
Cerijev oksid se koristi za aditive u staklenoj industriji, materijale za mljevenje pločastog stakla, a proširen je na staklo za brušenje naočala, optičke leće, kineskop, izbjeljivanje, bistrenje, staklo ultraljubičastog zračenja i apsorpciju elektroničkih žica, i tako dalje. Također se koristi kao antireflektor za naočalne leće, a cerij se koristi da cerij-titan postane žut kako bi staklo postalo svijetložuto. Fronta oksidacije rijetkih zemalja ima određeni utjecaj na kristalizaciju i svojstva staklene keramike u sustavu CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Rezultati istraživanja pokazuju da je dodavanje odgovarajuće oksidacijske fronte korisno za poboljšanje učinka bistrenja staklene tekućine, uklanjanje mjehurića, kompaktnost strukture stakla i poboljšanje mehaničkih svojstava i otpornosti materijala na alkalije. Optimalna dodatna količina cerijevog oksida je 1,5, kada se koristi u keramičkoj glazuri i elektroničkoj industriji kao piezoelektrični keramički penetrant. Također se koristi u proizvodnji visokoaktivnog katalizatora, poklopca žarulje sa žarnom niti za plinske svjetiljke, fluorescentnog zaslona za X-zrake (uglavnom se koristi u sredstvu za poliranje leća). Prašak za poliranje cerija rijetke zemlje naširoko se koristi u fotoaparatima, objektivima fotoaparata, TELEVIZIJSKIM slikovnim cijevima, lećama i tako dalje. Također se može koristiti u industriji stakla. Cerijev oksid i titanov dioksid mogu se koristiti zajedno kako bi staklo postalo žuto. Cerijev oksid za dekolorizaciju stakla ima prednosti stabilnih performansi na visokoj temperaturi, niske cijene i bez apsorpcije vidljive svjetlosti. Osim toga, cerijev oksid se dodaje staklu koje se koristi u zgradama i automobilima kako bi se smanjila propusnost ultraljubičastog svjetla. Za proizvodnju luminiscentnih materijala rijetkih zemalja, cerijev oksid se dodaje kao aktivator u trobojne fosfore rijetkih zemalja koji se koriste u luminiscentnim materijalima štednih žarulja i fosforima koji se koriste u indikatorima i detektorima zračenja. Cerijev oksid također je sirovina za pripremu metala cerija. Osim toga, u poluvodičkim materijalima, visokokvalitetnim pigmentima i fotoosjetljivim staklenim senzibilizatorima, pročistač ispušnih plinova automobila naširoko se koristi. Katalizator za pročišćavanje ispušnih plinova automobila uglavnom se sastoji od saćastog keramičkog (ili metalnog) nosača i površinski aktiviranog premaza. Aktivirana prevlaka sastoji se od velike površine gama-trioksida, odgovarajuće količine oksida koji stabiliziraju površinu i metala s katalitičkom aktivnošću raspršenog unutar prevlake. Kako bi se smanjila skupa doza Pt, Rh, povećajte dozu Pd je relativno jeftino, smanjite troškove katalizatora bez smanjenja katalizatora za pročišćavanje ispušnih plinova automobila pod pretpostavkom različitih performansi, često korišteni Pt. Pd. Aktivacija Rh ternarnog premaza katalizatora, obično metoda potpunog uranjanja za dodavanje određene količine cerijevog oksida i lantanovog oksida, čini katalitički učinak rijetkih zemalja i izvrstan je. Ternarni katalizator od plemenitih metala. Lantanov oksid i cerijev oksid korišteni su kao pomoćna sredstva za poboljšanje učinkovitosti ¦ katalizatora plemenitih metala na podlozi od A-aluminijevog oksida. Prema istraživanju, katalitički mehanizam cerijevog oksida i lantanovog oksida uglavnom je poboljšati katalitičku aktivnost aktivne prevlake, automatski prilagoditi omjer zraka i goriva i katalizu te poboljšati toplinsku stabilnost i mehaničku čvrstoću nosača.