Latar Belakang dan Situasi Umum
Unsur tanah jarangUnsur tanah jarang merupakan dasar dari unsur IIIB skandium, itrium, dan lantanum dalam tabel periodik. Terdapat 17 unsur. Unsur tanah jarang memiliki sifat fisik dan kimia yang unik dan telah banyak digunakan dalam industri, pertanian, dan bidang lainnya. Kemurnian senyawa tanah jarang secara langsung menentukan sifat khusus material tersebut. Kemurnian material tanah jarang yang berbeda dapat menghasilkan material keramik, material fluoresen, dan material elektronik dengan persyaratan kinerja yang berbeda. Saat ini, dengan perkembangan teknologi ekstraksi tanah jarang, senyawa tanah jarang murni memiliki prospek pasar yang baik, dan pembuatan material tanah jarang berkinerja tinggi menuntut persyaratan yang lebih tinggi untuk senyawa tanah jarang murni. Senyawa serium memiliki berbagai macam kegunaan, dan pengaruhnya dalam sebagian besar aplikasi terkait dengan kemurnian, sifat fisik, dan kandungan pengotornya. Dalam distribusi unsur tanah jarang, serium mencakup sekitar 50% dari sumber daya tanah jarang ringan. Dengan meningkatnya aplikasi serium dengan kemurnian tinggi, persyaratan indeks kandungan non-tanah jarang untuk senyawa serium semakin tinggi.Serium oksidaCerium oksida adalah serium oksida, dengan nomor CAS 1306-38-3, rumus molekul CeO2, dan berat molekul 172,11. Cerium oksida merupakan oksida unsur tanah jarang serium yang paling stabil. Senyawa ini berupa padatan berwarna kuning pucat pada suhu kamar dan menjadi lebih gelap saat dipanaskan. Cerium oksida banyak digunakan dalam material luminescent, katalis, bubuk pemoles, pelindung UV, dan aspek lainnya karena kinerjanya yang sangat baik. Dalam beberapa tahun terakhir, senyawa ini telah menarik minat banyak peneliti. Preparasi dan kinerja serium oksida telah menjadi topik penelitian yang hangat dalam beberapa tahun terakhir.
Proses Produksi
Metode 1: Aduk pada suhu kamar, tambahkan larutan natrium hidroksida 5,0 mol/L ke larutan serium sulfat 0,1 mol/L, atur nilai pH menjadi lebih besar dari 10, dan reaksi pengendapan terjadi. Endapan dipompa, dicuci beberapa kali dengan air deionisasi, lalu dikeringkan dalam oven 90℃ selama 24 jam. Setelah digiling dan disaring (ukuran partikel kurang dari 0,1 mm), serium oksida diperoleh dan disimpan di tempat kering dalam wadah tertutup. Metode 2: Menggunakan serium klorida atau serium nitrat sebagai bahan baku, atur nilai pH menjadi 2 dengan air amonia, tambahkan oksalat untuk mengendapkan serium oksalat, setelah pemanasan, pengeringan, pemisahan dan pencucian, keringkan pada suhu 110℃, kemudian bakar menjadi serium oksida pada suhu 900 ~ 1000℃. Serium oksida dapat diperoleh dengan memanaskan campuran serium oksida dan bubuk karbon pada suhu 1250℃ dalam atmosfer karbon monoksida.
Aplikasi
Serium oksida digunakan sebagai aditif dalam industri kaca, bahan penggilingan kaca lembaran, dan telah diperluas penggunaannya ke kaca penggilingan, lensa optik, kineskop, pemutihan, penjernihan, kaca tahan radiasi ultraviolet dan penyerapan kawat elektronik, dan sebagainya. Ia juga digunakan sebagai anti-reflektor untuk lensa kacamata, dan serium digunakan untuk membuat serium titanium kuning untuk membuat kaca berwarna kuning muda. Front oksidasi unsur tanah jarang memiliki pengaruh tertentu pada kristalisasi dan sifat keramik kaca dalam sistem CaO-MgO-Al2O3-SiO2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan front oksidasi yang tepat bermanfaat untuk meningkatkan efek penjernihan cairan kaca, menghilangkan gelembung, membuat struktur kaca lebih padat, dan meningkatkan sifat mekanik serta ketahanan alkali material. Jumlah penambahan serium oksida yang optimal adalah 1,5, ketika digunakan dalam glasir keramik dan industri elektronik sebagai penetran keramik piezoelektrik. Ia juga digunakan dalam pembuatan katalis aktivitas tinggi, penutup lampu pijar gas, layar fluoresen sinar-X (terutama digunakan sebagai bahan pemoles lensa). Bubuk poles serium tanah jarang banyak digunakan dalam kamera, lensa kamera, tabung gambar TELEVISI, lensa, dan sebagainya. Bubuk ini juga dapat digunakan dalam industri kaca. Serium oksida dan titanium dioksida dapat digunakan bersama untuk membuat kaca menjadi kuning. Serium oksida untuk dekolorisasi kaca memiliki keunggulan kinerja stabil pada suhu tinggi, harga rendah, dan tidak menyerap cahaya tampak. Selain itu, serium oksida ditambahkan ke kaca yang digunakan dalam bangunan dan mobil untuk mengurangi transmisi cahaya ultraviolet. Untuk produksi bahan luminescent tanah jarang, serium oksida ditambahkan sebagai aktivator dalam fosfor tiga warna tanah jarang yang digunakan dalam bahan luminescent lampu hemat energi dan fosfor yang digunakan dalam indikator dan detektor radiasi. Serium oksida juga merupakan bahan baku untuk pembuatan logam serium. Selain itu, dalam bahan semikonduktor, pigmen bermutu tinggi dan sensitizer kaca fotosensitif, pemurni gas buang otomotif telah banyak digunakan. Katalis untuk pemurnian gas buang otomotif terutama terdiri dari pembawa keramik sarang lebah (atau logam) dan lapisan aktivasi permukaan. Lapisan aktif terdiri dari area gamma-trioksida yang luas, sejumlah oksida yang sesuai untuk menstabilkan luas permukaan, dan logam dengan aktivitas katalitik yang tersebar di dalam lapisan. Untuk mengurangi dosis Pt dan Rh yang mahal, peningkatan dosis Pd yang relatif murah, dan mengurangi biaya katalis tanpa mengurangi kinerja katalis pemurnian gas buang mobil dengan berbagai premis, umumnya digunakan lapisan katalis terner Pt-Pd-Rh. Biasanya, metode perendaman total ditambahkan dengan menambahkan sejumlah oksida serium dan oksida lantanum, yang membentuk katalis terner logam mulia dengan efek katalitik tanah jarang yang sangat baik. Oksida lantanum dan oksida serium digunakan sebagai bahan pembantu untuk meningkatkan kinerja katalis logam mulia yang didukung A-Alumina. Menurut penelitian, mekanisme katalitik oksida serium dan oksida lantanum terutama untuk meningkatkan aktivitas katalitik lapisan aktif, secara otomatis menyesuaikan rasio udara-bahan bakar dan katalisis, serta meningkatkan stabilitas termal dan kekuatan mekanik pembawa.