Bakgrunn og generell situasjon
Sjeldne jordartselementerer gulvplaten av IIIB scandium, yttrium og lantan i det periodiske systemet. Det er 17 grunnstoffer. Sjeldne jordarter har unike fysiske og kjemiske egenskaper og har blitt mye brukt i industri, landbruk og andre felt. Renheten til sjeldne jordartsforbindelser bestemmer direkte materialenes spesielle egenskaper. Ulik renhet av sjeldne jordartsmaterialer kan produsere keramiske materialer, fluorescerende materialer og elektroniske materialer med forskjellige ytelseskrav. For tiden, med utviklingen av sjeldne jordartsutvinningsteknologi, presenterer rene sjeldne jordartsforbindelser et godt markedspotensial, og fremstilling av høypresterende sjeldne jordartsmaterialer stiller høyere krav til rene sjeldne jordartsforbindelser. Ceriumforbindelse har et bredt spekter av bruksområder, og effekten i de fleste bruksområder er relatert til renhet, fysiske egenskaper og urenhetsinnhold. I fordelingen av sjeldne jordartselementer står cerium for omtrent 50 % av lette sjeldne jordartsressurser. Med den økende bruken av cerium med høy renhet blir kravet til ikke-sjeldne jordartsinnholdsindeks for ceriumforbindelser stadig høyere.Ceriumoksider ceriumoksid, CAS-nummer er 1306-38-3, molekylformel er CeO2, molekylvekt: 172,11; Ceriumoksid er det mest stabile oksidet av det sjeldne jordartsmetallen cerium. Det er et blekgult fast stoff ved romtemperatur og blir mørkere ved oppvarming. Ceriumoksid er mye brukt i selvlysende materialer, katalysatorer, poleringspulver, UV-skjerming og andre aspekter på grunn av sin utmerkede ytelse. I de senere år har det vekket interesse hos mange forskere. Fremstilling og ytelse av ceriumoksid har blitt et forskningsfokus de siste årene.
Produksjonsprosess
Metode 1: Rør om ved romtemperatur, tilsett natriumhydroksidløsning på 5,0 mol/l til ceriumsulfatløsning på 0,1 mol/l, juster pH-verdien til å være større enn 10, og utfellingsreaksjonen finner sted. Sedimentet ble pumpet, vasket flere ganger med avionisert vann og deretter tørket i en 90 ℃ ovn i 24 timer. Etter maling og filtrering (partikkelstørrelse mindre enn 0,1 mm) oppnås ceriumoksid og oppbevares tørt og lukket. Metode 2: Bruk ceriumklorid eller ceriumnitrat som råmateriale, juster pH-verdien til 2 med ammoniakkvann, tilsett oksalat for å utfelle ceriumoksalat, etter oppvarming, herding, separasjon og vasking, tørking ved 110 ℃, deretter brenning til ceriumoksid ved 900 ~ 1000 ℃. Ceriumoksid kan oppnås ved å varme opp blandingen av ceriumoksid og karbonpulver til 1250 ℃ i en atmosfære av karbonmonoksid.
Søknad
Ceriumoksid brukes som tilsetningsstoffer i glassindustrien, slipematerialer for plateglass, og har blitt utvidet til sliping av glass, optiske linser, kineskoper, bleking, klaring, ultrafiolett stråling i glass og absorpsjon av elektroniske ledninger, og så videre. Det brukes også som antireflektor for brilleglass, og cerium brukes til å gjøre cerium titangult for å gjøre glasset lysegult. Oksidasjonsfronten til sjeldne jordarter har en viss innflytelse på krystalliseringen og egenskapene til glasskeramikk i CaO-MgO-AI2O3-SiO2-systemet. Forskningsresultatene viser at tilsetning av en passende oksidasjonsfront er gunstig for å forbedre klaringseffekten av glassvæsken, eliminere bobler, gjøre glassstrukturen kompakt og forbedre materialenes mekaniske egenskaper og alkalimotstand. Den optimale tilsetningsmengden ceriumoksid er 1,5 når det brukes i keramisk glasur og elektronikkindustrien som et piezoelektrisk keramisk penetreringsmiddel. Det brukes også i produksjon av høyaktive katalysatorer, glødelampedeksel for gasslamper, røntgenlysrør (hovedsakelig brukt i linsepoleringsmiddel). Sjeldne jordartsmetaller, cerium-poleringspulver, er mye brukt i kameraer, kameralinser, TV-bilderør, linser og så videre. Det kan også brukes i glassindustrien. Ceriumoksid og titandioksid kan brukes sammen for å gjøre glass gult. Ceriumoksid for avfarging av glass har fordelene med stabil ytelse ved høy temperatur, lav pris og ingen absorpsjon av synlig lys. I tillegg tilsettes ceriumoksid til glass som brukes i bygninger og biler for å redusere transmittansen av ultrafiolett lys. For produksjon av sjeldne jordartsmetaller, selvlysende materialer, tilsettes ceriumoksid som aktivator i trefarget fosfor av sjeldne jordartsmetaller som brukes i selvlysende materialer i energisparende lamper og fosfor som brukes i indikatorer og strålingsdetektorer. Ceriumoksid er også et råmateriale for fremstilling av metallet cerium. I tillegg har eksosrenser av biler blitt mye brukt i halvledermaterialer, høyverdige pigmenter og lysfølsomt glasssensibilisator. Katalysatoren for eksosrensing av biler består hovedsakelig av bikakebasert keramisk (eller metall) bærer og overflateaktivert belegg. Det aktiverte belegget består av et stort område med gamma-trioksid, en passende mengde oksider som stabiliserer overflatearealet, og et metall med katalytisk aktivitet dispergert i belegget. For å redusere den dyre Pt- og Rh-doseringen er det relativt billig å øke Pd-doseringen, redusere kostnadene for katalysator uten å redusere bileksosrensingskatalysatorer under forutsetningen om ulik ytelse. Vanligvis brukes Pt. Pd. Aktivering av Rh-ternært katalysatorbelegg, vanligvis en total nedsenkingsmetode for å tilsette en viss mengde ceriumoksid og lantanoksid, gir en utmerket katalytisk effekt av sjeldne jordarter. Ternær katalysator av edelmetaller. Lantanoksid og ceriumoksid ble brukt som hjelpestoffer for å forbedre ytelsen til A-alumina-støttede edelmetallkatalysatorer. I følge forskningen er den katalytiske mekanismen til ceriumoksid og lantanoksid hovedsakelig å forbedre den katalytiske aktiviteten til det aktive belegget, automatisk justere luft-drivstoffforholdet og katalysen, og forbedre den termiske stabiliteten og mekaniske styrken til bæreren.