Анықтама және жалпы жағдай
Сирек кездесетін жер элементтеріПериодтық кестедегі IIIB скандий, иттрий және лантан еден тақтасы болып табылады. 17 элемент бар. Сирек кездесетін жер бірегей физикалық және химиялық қасиеттерге ие және өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Сирек кездесетін жер қосылыстарының тазалығы материалдардың ерекше қасиеттерін тікелей анықтайды. Сирек кездесетін жер материалдарының әртүрлі тазалығы әртүрлі өнімділік талаптары бар керамикалық материалдарды, флуоресцентті материалдарды және электрондық материалдарды шығара алады. Қазіргі уақытта сирек кездесетін жерді алу технологиясының дамуымен таза сирек кездесетін жер қосылыстары жақсы нарықтық перспективаны ұсынады, ал жоғары өнімді сирек кездесетін жер материалдарын дайындау таза сирек кездесетін жер қосылыстарына жоғары талаптар қояды. Церий қосылысының қолданылу аясы кең және оның көптеген қолданбалардағы әсері оның тазалығына, физикалық қасиеттеріне және қоспа құрамына байланысты. Сирек кездесетін жер элементтерінің таралуында церий жеңіл сирек кездесетін жер ресурстарының шамамен 50%-ын құрайды. Жоғары тазалықтағы церийдің қолданылуының артуымен церий қосылыстары үшін сирек кездесетін жер емес құрам индексіне деген талап жоғарылап келеді.Церий оксидіцерий оксиді, CAS нөмірі 1306-38-3, молекулалық формуласы CeO2, молекулалық салмағы: 172.11; Церий оксиді - сирек кездесетін жер элементі церийдің ең тұрақты оксиді. Ол бөлме температурасында бозғылт сары түсті қатты зат болып табылады және қыздырғанда күңгірттенеді. Церий оксиді тамаша өнімділігіне байланысты люминесцентті материалдарда, катализаторларда, жылтыратқыш ұнтақтарда, ультракүлгін сәулелерден қорғауда және басқа да аспектілерде кеңінен қолданылады. Соңғы жылдары ол көптеген зерттеушілердің қызығушылығын тудырды. Церий оксидін дайындау және өнімділігі соңғы жылдары зерттеудің қызу нүктесіне айналды.
Өндіріс процесі
1-әдіс: Бөлме температурасында араластырыңыз, 0,1 моль/л церий сульфаты ерітіндісіне 5,0 моль/л натрий гидроксиді ерітіндісін қосыңыз, рН мәнін 10-нан жоғары етіп реттеңіз, сонда тұндыру реакциясы жүреді. Шөгінді айдалып, деиондалған сумен бірнеше рет жуылып, содан кейін 90°C пеште 24 сағат бойы кептіріледі. Ұнтақтап, сүзгеннен кейін (бөлшектердің өлшемі 0,1 мм-ден аз), церий оксиді алынып, құрғақ жерде тығыздалған сақтау үшін орналастырылады. 2-әдіс: Шикізат ретінде церий хлориді немесе церий нитратын алу, аммиак суымен рН мәнін 2-ге дейін реттеу, церий оксалатын тұндыру үшін оксалатты қосу, қыздырғаннан, қатырғаннан, бөліп, жуғаннан кейін, 110°C температурада кептіріп, содан кейін 900 ~ 1000°C температурада церий оксидіне дейін жағу. Церий оксидін церий оксиді мен көміртегі ұнтағы қоспасын 1250°C температурада көміртегі тотығы атмосферасында қыздыру арқылы алуға болады.
Қолданба
Церий оксиді шыны өнеркәсібінде қоспалар, пластиналы шыны ұнтақтау материалдары үшін қолданылады және шыны ұнтақтау, оптикалық линзалар, кинескоп, ағарту, мөлдірлеу, ультракүлгін сәулелену және электронды сымның жұтылуы сияқты көзілдіріктерге де қолданылады. Ол сондай-ақ көзілдірік линзасына арналған шағылыстырғыш ретінде қолданылады, ал церий церий титанын сары түске бояп, әйнекті ашық сары ету үшін қолданылады. Сирек кездесетін жер металдарының тотығу фронты CaO-MgO-AI2O3-SiO2 жүйесіндегі шыны керамиканың кристалдануы мен қасиеттеріне белгілі бір әсер етеді. Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, тиісті тотығу фронтын қосу шыны сұйықтығының мөлдірлеу әсерін жақсартуға, көпіршіктерді жоюға, шыны құрылымын ықшам етуге және материалдардың механикалық қасиеттері мен сілтілік төзімділігін жақсартуға пайдалы. Церий оксидінің оңтайлы қосу мөлшері керамикалық глазурь мен электроника өнеркәсібінде пьезоэлектрлік керамикалық енуші ретінде қолданылған кезде 1,5 құрайды. Сондай-ақ, ол жоғары белсенділік катализаторын, газ шамының қыздыру қақпағын, рентген флуоресцентті экранын (негізінен линзаны жылтырату агентінде қолданылады) өндіруде қолданылады. Сирек кездесетін жер церий жылтырату ұнтағы камераларда, камера линзаларында, теледидардың сурет түтігінде, линзаларда және т.б. кеңінен қолданылады. Оны шыны өнеркәсібінде де қолдануға болады. Церий оксиді мен титан диоксиді әйнекті сары түске бояйту үшін бірге қолданылуы мүмкін. Әйнекті түссіздендіруге арналған церий оксиді жоғары температурада тұрақты жұмыс істеу, төмен баға және көрінетін жарықты сіңірмеу сияқты артықшылықтарға ие. Сонымен қатар, ультракүлгін сәуленің өткізгіштігін азайту үшін ғимараттар мен автомобильдерде қолданылатын әйнекке церий оксиді қосылады. Сирек кездесетін жер люминесцентті материалдарды өндіру үшін церий оксиді энергия үнемдейтін шамдардың люминесцентті материалдарында қолданылатын сирек кездесетін жер үш түсті люминосфорларында және индикаторлар мен сәулелену детекторларында қолданылатын люминосфорларда активатор ретінде қосылады. Церий оксиді сонымен қатар металл церийін дайындауға арналған шикізат болып табылады. Сонымен қатар, жартылай өткізгіш материалдарда, жоғары сапалы пигменттерде және фотосезімтал шыны сезімталдағышта, автомобиль шығарындыларын тазартқыш кеңінен қолданылды. Автомобиль шығарындыларын тазартуға арналған катализатор негізінен ұялы керамикалық (немесе металл) тасымалдаушыдан және беттік белсендірілген жабыннан тұрады. Белсендірілген жабын гамма-триоксидінің үлкен аймағынан, беткі ауданды тұрақтандыратын тиісті мөлшердегі оксидтерден және жабынның ішінде шашыраңқы каталитикалық белсенділігі бар металдан тұрады. Қымбат Pt, Rh дозасын азайту, Pd дозасын арттыру салыстырмалы түрде арзан, әртүрлі өнімділік алғышарттары бойынша автомобиль шығарындыларын тазарту катализаторларын азайтпай катализатордың құнын төмендету үшін жиі қолданылатын Pt. Pd. Rh үштік катализатор жабынын белсендіру, әдетте белгілі бір мөлшерде церий оксиді мен лантан оксидін қосудың толық батыру әдісі, сирек кездесетін жер каталитикалық әсерін өте жақсы етеді. Бағалы металл үштік катализаторы. Лантан оксиді мен церий оксиді ¦ A-алюминий оксиді қолдайтын асыл металл катализаторларының өнімділігін жақсарту үшін көмекші заттар ретінде пайдаланылды. Зерттеулерге сәйкес, церий оксиді мен лантан оксидінің каталитикалық механизмі негізінен белсенді жабынның каталитикалық белсенділігін жақсарту, ауа-отын қатынасын және катализді автоматты түрде реттеу, сондай-ақ тасымалдаушының жылу тұрақтылығы мен механикалық беріктігін жақсарту болып табылады.