Háttér és általános helyzet
Ritkaföldfém elemeka IIIB szkandium, ittrium és lantán padlólemezei a periódusos rendszerben. L7 elemek vannak. A ritkaföldfémek egyedülálló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben használják az iparban, a mezőgazdaságban és más területeken. A ritkaföldfém vegyületek tisztasága közvetlenül meghatározza az anyagok különleges tulajdonságait. Különböző tisztaságú ritkaföldfém anyagok kerámia anyagokat, fluoreszkáló anyagokat és elektronikai anyagokat állíthatnak elő különböző teljesítménykövetelményekkel. Jelenleg a ritkaföldfém-kitermelési technológia fejlődésével a tiszta ritkaföldfém-vegyületek jó piaci kilátásokat jelentenek, és a nagy teljesítményű ritkaföldfém-anyagok előállítása magasabb követelményeket támaszt a tiszta ritkaföldfém-vegyületekkel szemben. A cériumvegyület felhasználási köre igen széles, hatása a legtöbb alkalmazásban a tisztaságával, fizikai tulajdonságaival és szennyeződés-tartalmával függ össze. A ritkaföldfémek eloszlásában a cérium a könnyű ritkaföldfém-készletek mintegy 50%-át teszi ki. A nagy tisztaságú cérium növekvő alkalmazásával egyre magasabb a cériumvegyületekre vonatkozó nem ritkaföldfém-tartalom index követelménye.Cérium-oxidcérium-oxid, CAS-szám 1306-38-3, molekulaképlete CeO2, molekulatömeg: 172,11; A cérium-oxid a cérium ritkaföldfém elem legstabilabb oxidja. Szobahőmérsékleten halványsárga szilárd anyag, melegítés hatására sötétebbé válik. Kiváló teljesítménye miatt a cérium-oxidot széles körben használják lumineszcens anyagokban, katalizátorokban, polírozóporokban, UV-árnyékolásban és egyéb szempontokban. Az elmúlt években sok kutató érdeklődését felkeltette. A cérium-oxid előállítása és teljesítménye az elmúlt években a kutatási központtá vált.
Gyártási folyamat
1. módszer: Keverjük össze szobahőmérsékleten, adjunk hozzá 5,0 mol/l-es nátrium-hidroxid-oldatot a 0,1 mol/l-es cérium-szulfát-oldathoz, állítsa be a pH-értéket 10-nél nagyobbra, és a kicsapási reakció megtörténik. Az üledéket szivattyúzzuk, többször mossuk ionmentes vízzel, majd 90°C-os sütőben 24 órán át szárítjuk. Őrlés és szűrés után (a részecskeméret kisebb, mint 0,1 mm) cérium-oxidot kapunk, és száraz helyen tároljuk. 2. módszer: Cérium-klorid vagy cérium-nitrát nyersanyagként való felhasználása, pH-érték 2-re állítása ammóniás vízzel, oxalát hozzáadása a cérium-oxalát kicsapásához, hevítés, kikeményítés, elválasztás és mosás után, 110 °C-on történő szárítás, majd 900 °C-on cérium-oxiddá égetés ~ 1000 ℃. A cérium-oxidot úgy lehet előállítani, hogy a cérium-oxid és a szénpor keverékét 1250 ℃-ra melegítjük szén-monoxid atmoszférában.
Alkalmazás
A cérium-oxidot üvegipar adalékanyagaihoz, lemezüveg csiszolóanyagokhoz használják, és kiterjesztették az üvegcsiszoló üvegekre, az optikai lencsékre, a kineszkópra, a fehérítésre, a derítésre, az ultraibolya sugárzás üvegére és az elektronikus huzalok elnyelésére stb. Szemüveglencséknél antireflektorként is használják, a cériumból pedig cérium-titánsárgát készítenek, hogy az üveg világossárga legyen. A ritkaföldfém oxidációs front bizonyos mértékben befolyásolja az üvegkerámiák kristályosodását és tulajdonságait A CaO-MgO-AI2O3-SiO2 rendszerben. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a megfelelő oxidációs front hozzáadása jótékony hatással van az üvegfolyadék derítő hatására, megszünteti a buborékokat, tömöríti az üvegszerkezetet, javítja az anyagok mechanikai tulajdonságait és lúgállóságát. A cérium-oxid optimális adagolása 1,5, ha a kerámia mázban és az elektronikai iparban piezoelektromos kerámia penetránsként használják. Nagy aktivitású katalizátorok, gázlámpás izzóburkolatok, röntgenfluoreszcens képernyők gyártásához is használják (főleg lencsefényező szerben használják). A ritkaföldfém cérium polírozó port széles körben használják fényképezőgépekben, fényképezőgép lencsékben, TELEVÍZIÓS képcsövekben, objektívekben stb. Üvegiparban is használható. A cérium-oxid és a titán-dioxid együtt használható az üveg sárga színűvé tételére. Az üveg színtelenítésére szolgáló cérium-oxid előnye a stabil teljesítmény magas hőmérsékleten, az alacsony ár és a látható fény elnyelése. Ezenkívül cérium-oxidot adnak az épületekben és autókban használt üvegekhez, hogy csökkentsék az ultraibolya fény áteresztőképességét. Ritkaföldfém lumineszcens anyagok előállításához cérium-oxidot adnak aktivátorként az energiatakarékos lámpák lumineszcens anyagaiban használt ritkaföldfém háromszínű foszforokhoz, valamint az indikátorokban és sugárzásdetektorokban használt foszforokhoz. A cérium-oxid a fém cérium előállításának alapanyaga is. Ezenkívül a félvezető anyagokban, a kiváló minőségű pigmentekben és a fényérzékeny üvegérzékenyítőben széles körben használják az autóipari kipufogógáz-tisztítót. Az autók kipufogógáz-tisztításának katalizátora főként méhsejt-kerámia (vagy fém) hordozóból és felületaktivált bevonatból áll. Az aktivált bevonat nagy területű gamma-trioxidból, megfelelő mennyiségű, a felületet stabilizáló oxidból és a bevonatban diszpergált katalitikus aktivitású fémből áll. A drága Pt, Rh adagolás csökkentése érdekében a Pd adagjának növelése viszonylag olcsó, a katalizátor költségének csökkentése anélkül, hogy csökkentené az autók kipufogógáz-tisztító katalizátorait a különféle teljesítmények előfeltétele mellett, általánosan használt Pt. Pd. Az Rh háromkomponensű katalizátor bevonat aktiválása, általában teljes merítési módszer, amely bizonyos mennyiségű cérium-oxid és lantán-oxid hozzáadását jelenti, kiváló ritkaföldfém-katalitikus hatást fejt ki. Nemesfém háromkomponensű katalizátor. Lantán-oxidot és cérium-oxidot használtak segédanyagként a ¦ A-alumínium-oxid hordozós nemesfém-katalizátorok teljesítményének javítására. A kutatás szerint a cérium-oxid és a lantán-oxid katalitikus mechanizmusa elsősorban az aktív bevonat katalitikus aktivitásának javítására, a levegő-üzemanyag arány és a katalízis automatikus beállítására, valamint a hordozó termikus stabilitásának és mechanikai szilárdságának javítására irányul.