Latar Belakang dan Keadaan Umum
Unsur nadir bumiadalah papan lantai IIIB skandium, yttrium dan lantanum dalam jadual berkala. Terdapat l7 unsur. Nadir bumi mempunyai sifat fizikal dan kimia yang unik dan telah digunakan secara meluas dalam industri, pertanian dan bidang lain. Ketulenan sebatian nadir bumi secara langsung menentukan sifat khas bahan tersebut. Ketulenan bahan nadir bumi yang berbeza boleh menghasilkan bahan seramik, bahan pendarfluor dan bahan elektronik dengan keperluan prestasi yang berbeza. Pada masa ini, dengan perkembangan teknologi pengekstrakan nadir bumi, sebatian nadir bumi yang bersih memberikan prospek pasaran yang baik, dan penyediaan bahan nadir bumi berprestasi tinggi mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk sebatian nadir bumi yang bersih. Sebatian cerium mempunyai pelbagai kegunaan, dan kesannya dalam kebanyakan aplikasi berkaitan dengan ketulenan, sifat fizikal dan kandungan bendasingnya. Dalam pengedaran unsur nadir bumi, cerium menyumbang kira-kira 50% daripada sumber nadir bumi ringan. Dengan peningkatan aplikasi cerium ketulenan tinggi, keperluan indeks kandungan bukan nadir bumi untuk sebatian cerium semakin tinggi.Serium oksidaialah oksida serik, nombor CAS ialah 1306-38-3, formula molekul ialah CeO2, berat molekul: 172.11; Serium oksida ialah oksida paling stabil bagi unsur nadir bumi serium. Ia merupakan pepejal kuning pucat pada suhu bilik dan menjadi lebih gelap apabila dipanaskan. Serium oksida digunakan secara meluas dalam bahan pendarkilau, pemangkin, serbuk penggilap, pelindung UV dan aspek lain kerana prestasinya yang cemerlang. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia telah menarik minat ramai penyelidik. Penyediaan dan prestasi serium oksida telah menjadi tumpuan penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Proses Pengeluaran
Kaedah 1: Kacau pada suhu bilik, tambahkan larutan natrium hidroksida 5.0mol/L ke dalam larutan cerium sulfat 0.1mol/L, laraskan nilai pH agar lebih besar daripada 10, dan tindak balas pemendakan berlaku. Sedimen dipam, dibasuh beberapa kali dengan air ternyahion, dan kemudian dikeringkan dalam ketuhar 90℃ selama 24 jam. Selepas mengisar dan menapis (saiz zarah kurang daripada 0.1mm), cerium oksida diperoleh dan diletakkan di tempat kering untuk penyimpanan tertutup. Kaedah 2: Mengambil cerium klorida atau cerium nitrat sebagai bahan mentah, laraskan nilai pH kepada 2 dengan air ammonia, tambahkan oksalat untuk memendakkan cerium oksalat, selepas pemanasan, pengawetan, pemisahan dan pencucian, pengeringan pada 110℃, kemudian dibakar menjadi cerium oksida pada 900 ~ 1000℃. Cerium oksida boleh diperoleh dengan memanaskan campuran cerium oksida dan serbuk karbon pada 1250℃ dalam atmosfera karbon monoksida.
Permohonan
Serium Oksida digunakan untuk bahan tambahan industri kaca, bahan pengisaran kaca plat, dan telah diperluaskan kepada pengisaran kaca cermin mata, kanta optik, kinescope, pelunturan, penjernihan, kaca daripada sinaran ultraungu dan penyerapan wayar elektronik, dan sebagainya. Ia juga digunakan sebagai anti-reflektor untuk kanta cermin mata, dan serium digunakan untuk menjadikan serium titanium berwarna kuning untuk menjadikan kaca berwarna kuning muda. Bahagian hadapan pengoksidaan nadir bumi mempunyai pengaruh tertentu terhadap penghabluran dan sifat seramik kaca dalam sistem CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Keputusan penyelidikan menunjukkan bahawa penambahan bahagian hadapan pengoksidaan yang sesuai adalah bermanfaat untuk meningkatkan kesan penjernihan cecair kaca, menghapuskan buih, menjadikan struktur kaca padat, dan meningkatkan sifat mekanikal dan rintangan alkali bahan. Jumlah penambahan optimum serium oksida ialah 1.5, apabila ia digunakan dalam industri seramik dan elektronik sebagai penembus seramik piezoelektrik. Ia juga digunakan dalam pembuatan mangkin aktiviti tinggi, penutup pijar lampu gas, skrin pendarfluor sinar-X (terutamanya digunakan dalam agen penggilap kanta). Serbuk penggilap cerium nadir bumi digunakan secara meluas dalam kamera, kanta kamera, tiub gambar TELEVISYEN, kanta, dan sebagainya. Ia juga boleh digunakan dalam industri kaca. Cerium oksida dan titanium dioksida boleh digunakan bersama untuk menjadikan kaca berwarna kuning. Cerium oksida untuk penyahwarnaan kaca mempunyai kelebihan prestasi yang stabil pada suhu tinggi, harga yang rendah dan tiada penyerapan cahaya yang boleh dilihat. Di samping itu, cerium oksida ditambah pada kaca yang digunakan dalam bangunan dan kereta untuk mengurangkan transmisi cahaya ultraungu. Untuk penghasilan bahan pendarkilau nadir bumi, cerium oksida ditambah sebagai pengaktif dalam fosfor tiga warna nadir bumi yang digunakan dalam bahan pendarkilau lampu penjimatan tenaga dan fosfor yang digunakan dalam penunjuk dan pengesan sinaran. Cerium oksida juga merupakan bahan mentah untuk penyediaan cerium logam. Di samping itu, dalam bahan semikonduktor, pigmen gred tinggi dan pemeka kaca fotosensitif, penulen ekzos automotif telah digunakan secara meluas. Pemangkin untuk penulenan ekzos automotif terutamanya terdiri daripada pembawa seramik (atau logam) sarang lebah dan salutan yang diaktifkan permukaan. Salutan yang diaktifkan terdiri daripada kawasan gamma-trioksida yang luas, jumlah oksida yang sesuai yang menstabilkan luas permukaan, dan logam dengan aktiviti pemangkin yang tersebar di dalam salutan. Untuk mengurangkan dos Pt, Rh yang mahal, meningkatkan dos Pd secara agak murah, mengurangkan kos pemangkin tanpa mengurangkan pemangkin penulenan ekzos kereta di bawah premis pelbagai prestasi, Pt. Pd yang biasa digunakan. Pengaktifan salutan pemangkin ternari Rh, biasanya kaedah rendaman penuh untuk menambah sejumlah cerium oksida dan lantanum oksida, merupakan kesan pemangkin nadir bumi yang sangat baik. Pemangkin ternari logam berharga. Lantanum oksida dan cerium oksida digunakan sebagai bahan bantu untuk meningkatkan prestasi | Pemangkin logam mulia yang disokong A-Alumina. Menurut kajian, mekanisme pemangkin cerium oksida dan lantanum oksida terutamanya untuk meningkatkan aktiviti pemangkin salutan aktif, melaraskan nisbah udara-bahan api dan pemangkinan secara automatik, dan meningkatkan kestabilan haba dan kekuatan mekanikal pembawa.