רקע ומצב כללי
יסודות אדמה נדיריםהם לוח הרצפה של סקאנדיום IIIB, yttrium ו- lanthanum בטבלה המחזורית. ישנם אלמנטים L7. לכדור הארץ הנדיר יש תכונות פיזיקליות וכימיות ייחודיות ונמצאה בשימוש נרחב בתעשייה, בחקלאות ושדות אחרים. טוהר תרכובות האדמה הנדירות קובע ישירות את התכונות המיוחדות של החומרים. טוהר שונה של חומרי אדמה נדירים יכול לייצר חומרים קרמיים, חומרים פלורסנטיים וחומרים אלקטרוניים עם דרישות ביצועים שונות. נכון לעכשיו, עם פיתוח טכנולוגיית מיצוי אדמה נדירה, תרכובות כדור הארץ הנדירות הנקיות מציגות סיכוי טוב לשוק, והכנת חומרי אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים מציבה דרישות גבוהות יותר לתרכובות אדמה נדירות נקייה. למתחם Cerium מגוון רחב של שימושים, והשפעתו ברוב היישומים קשורה לטוהר, לתכונות הפיזיות ולתוכן הטומאה. בחלוקת יסודות כדור הארץ נדירים, סריום מהווה כ- 50% ממשאבי האדמה הנדירים באור. עם היישום ההולך וגובר של טוהר גבוה, הדרישה של מדד תכולת אדמה לא נדירה לתרכובות cerium גבוהה יותר ויותר.תחמוצת Ceriumהוא תחמוצת Ceric, מספר CAS הוא 1306-38-3, הנוסחה המולקולרית היא CEO2, משקל מולקולרי: 172.11; תחמוצת Cerium היא התחמוצת היציבה ביותר של אלמנט האדמה הנדיר Cerium. זהו מוצק צהוב בהיר בטמפרטורת החדר והופך להיות כה יותר כאשר הוא מחומם. תחמוצת Cerium נמצאת בשימוש נרחב בחומרים זוהרים, זרזים, אבקת ליטוש, מיגון UV והיבטים אחרים בגלל הביצועים המצוינים שלה. בשנים האחרונות זה עורר את האינטרס של חוקרים רבים. ההכנה והביצועים של תחמוצת Cerium הפכו לנקודה חמה מחקרית בשנים האחרונות.
תהליך ייצור
שיטה 1: מערבבים בטמפרטורת החדר, הוסף תמיסת נתרן הידרוקסיד של 5.0mol/L לפיתרון Cerium Sulfate של 0.1 mol/l, התאם את ערך ה- pH להיות גדול מ- 10, ותגובת המשקעים מתרחשת. המשקעים נשאבו, נשטפו מספר פעמים במים מיונים ואז התייבשו בתנור של 90 ℃ למשך 24 שעות. לאחר הטחינה והסינון (גודל החלקיקים פחות מ- 0.1 מ"מ), מתקבל תחמוצת Cerium ומונחת במקום יבש לאחסון אטום. שיטה 2: נטילת Cerium chloride או cerium nitrate כחומרי גלם, התאמת ערך ה- pH ל -2 עם מי אמוניה, הוספת אוקסלט כדי לזרז את Cerium oxalate, לאחר חימום, ריפוי, הפרדה וכביסה, ייבוש ב 110 ℃, ואז שריפה לתחמוצת Cerium ב 900 ~ 1000 ℃. ניתן להשיג תחמוצת Cerium על ידי חימום תערובת תחמוצת הסריום ואבקת הפחמן ב 1250 ℃ באטמוספרה של פחמן חד חמצני.
בַּקָשָׁה
תחמוצת Cerium משמשת לתוספים של תעשיית הזכוכית, חומרי שחיקת זכוכית צלחת, והורחבה לכוסות הזכוכית הטחינה, עדשות אופטיות, קינסקופ, הלבנה, הבהרה, זכוכית קרינה אולטרה סגולה וספיגת חוט אלקטרוני וכן הלאה. הוא משמש גם כאנטי-רפרקטור לעדשת משקפיים, ו- Cerium משמש לייצור צהוב טיטניום של Cerium כדי להפוך את הזכוכית לצהוב אור. לחזית חמצון האדמה הנדירה יש השפעה מסוימת על ההתגבשות והתכונות של קרמיקה זכוכית במערכת CAO-MGO-AI2O3-SIO2. תוצאות המחקר מראות כי תוספת של חזית חמצון מתאימה מועילה לשיפור השפעת ההבהרה של נוזל זכוכית, לבטל בועות, להפוך את מבנה הזכוכית לקומפקטי, ולשפר את התכונות המכניות והתנגדות האלקלית של חומרים. כמות התוספת האופטימלית של תחמוצת Cerium היא 1.5, כאשר היא משמשת בתעשייה של זיגוג קרמי ותעשייה אלקטרונית כחודרת קרמיקה פיזואלקטרית. הוא משמש גם לייצור זרז פעילות גבוהה, כיסוי ליבון מנורת גז, מסך פלורסנט רנטגן (משמש בעיקר בחומר ליטוש עדשות). אבקת ליטוש נדירה של אדמה נדירה נמצאת בשימוש נרחב במצלמות, עדשות מצלמה, צינור תמונת טלוויזיה, עדשה וכן הלאה. זה יכול לשמש גם בתעשיית הזכוכית. ניתן להשתמש ביחד עם תחמוצת Cerium ו- Titanium dioorthide כדי להפוך את הזכוכית לצהוב. תחמוצת Cerium לפירוק זכוכית יש יתרונות של ביצועים יציבים בטמפרטורה גבוהה, במחיר נמוך וללא ספיגת אור גלוי. בנוסף, תחמוצת Cerium מתווספת לזכוכית המשמשת בבניינים ובמכוניות כדי להפחית את העברת האור האולטרה סגול. לייצור חומרים זוהרים של כדור הארץ נדיר, תחמוצת Cerium מתווספת כמפעילה בזרחן הנדיר בצבעי האדמה המשמשים בחומרים הזוהרים של מנורות חיסכון באנרגיה והזרחן המשמש במדדים ובגלאי קרינה. תחמוצת Cerium היא גם חומר גלם להכנת ה- Cerium המתכת. בנוסף, בחומרים מוליכים למחצה, פיגמנטים בדרגה גבוהה ורגישות זכוכית רגישות לצילום, נעשה שימוש נרחב במטהר פליטה לרכב. הזרז לטיהור פליטה לרכב מורכב בעיקר ממנשא קרמיקה (או מתכת) וציפוי מופעל על פני השטח. הציפוי המופעל מורכב משטח גדול של גמא-טריוקד, כמות מתאימה של תחמוצות המייצבות את שטח הפנים ומתכת עם פעילות קטליטית המתפזרת בתוך הציפוי. על מנת להפחית את ה- PT היקר, מינון RH, הגדלת המינון של PD זול יחסית, צמצם את עלות הזרז מבלי להפחית את זרזי טיהור הפליטה לרכב תחת הנחת היסוד של ביצועים שונים, PT נפוץ. PD. הפעלת ציפוי זרזים טרנארי RH, בדרך כלל שיטת טבילה מוחלטת להוסיף כמות מסוימת של תחמוצת Cerium ו- Lanthanum, מהווה אפקט קטליטי אדמה נדיר הוא מצוין. זרז טרנרי מתכת יקר. תחמוצת Lanthanum ותחמוצת Cerium שימשו כעזר כדי לשפר את הביצועים של ¦ A-alumina תמכו בזרזים מתכתיים אצילים. על פי המחקר, המנגנון הקטליטי של תחמוצת Cerium ותחמוצת Lanthanum הוא בעיקר לשיפור הפעילות הקטליטית של הציפוי הפעיל, להתאים אוטומטית את יחס דלק האוויר ואת הקטליזה, ולשפר את היציבות התרמית ואת חוזקו המכני של המוביל.