Węglan ceru to związek nieorganiczny powstający w wyniku reakcji tlenku ceru z węglanem. Charakteryzuje się doskonałą stabilnością i obojętnością chemiczną i jest szeroko stosowany w różnych sektorach, takich jak energia jądrowa, katalizatory, pigmenty, szkło itp. Według danych instytucji zajmujących się badaniami rynku światowy rynek węglanu ceru osiągnął w 2019 r. poziom 2,4 miliarda dolarów i przewiduje się, że osiągnie 3,4 miliarda dolarów do 2024 r. Istnieją trzy podstawowe metody produkcji węglanu ceru: chemiczna, fizyczna i biologiczna. Wśród tych metod dominuje metoda chemiczna, ze względu na stosunkowo niskie koszty jej wytworzenia; wiąże się to jednak również ze znacznymi wyzwaniami w zakresie zanieczyszczenia środowiska. Przemysł węglanu ceru ma ogromne perspektywy i potencjał rozwoju, ale musi także stawić czoła postępowi technologicznemu i wyzwaniom związanym z ochroną środowiska. Technika UrbanMines. Co., Ltd., wiodące przedsiębiorstwo w Chinach specjalizujące się w badaniach i rozwoju, a także produkcji i sprzedaży produktów z węglanu ceru, ma na celu promowanie zrównoważonego rozwoju przemysłu poprzez inteligentne ustalanie priorytetów praktyk ochrony środowiska przy jednoczesnym inteligentnym wdrażaniu środków o wysokiej wydajności. Zespół badawczo-rozwojowy UrbanMines przygotował ten artykuł, aby odpowiedzieć na pytania i wątpliwości naszych klientów.
1. Do czego służy węglan ceru? Jakie są zastosowania węglanu ceru?
Węglan ceru to związek składający się z ceru i węglanu, stosowany głównie w materiałach katalitycznych, materiałach luminescencyjnych, materiałach polerskich i odczynnikach chemicznych. Konkretne obszary zastosowań obejmują:
(1) Materiały luminescencyjne oparte na pierwiastkach ziem rzadkich: Wysokiej czystości węglan ceru służy jako kluczowy surowiec do wytwarzania materiałów luminescencyjnych na bazie pierwiastków ziem rzadkich. Te materiały luminescencyjne znajdują szerokie zastosowanie w oświetleniu, wyświetlaczach i innych dziedzinach, zapewniając istotne wsparcie dla rozwoju nowoczesnego przemysłu elektronicznego.
(2) Oczyszczacze spalin z silników samochodowych: Węglan ceru wykorzystuje się do produkcji katalizatorów do oczyszczania spalin samochodowych, które skutecznie zmniejszają emisję substancji zanieczyszczających ze spalin pojazdów i odgrywają znaczącą rolę w poprawie jakości powietrza.
(3) Materiały polerskie: Działając jako dodatek do środków polerskich, węglan ceru zwiększa jasność i gładkość różnych substancji.
(4) Kolorowe tworzywa konstrukcyjne: Stosowany jako środek barwiący węglan ceru nadaje tworzywom konstrukcyjnym określone kolory i właściwości.
(5) Katalizatory chemiczne: Węglan ceru znajduje szerokie zastosowanie jako katalizator chemiczny, zwiększając aktywność i selektywność katalizatora, jednocześnie sprzyjając reakcjom chemicznym.
(6) Odczynniki chemiczne i zastosowania medyczne: Oprócz zastosowania jako odczynnik chemiczny, węglan ceru wykazał swoją wartość w dziedzinach medycyny, takich jak leczenie ran oparzeniowych.
(7) Dodatki węglika spiekanego: Dodatek węglanu ceru do stopów węglika spiekanego poprawia ich twardość i odporność na zużycie.
(8) Przemysł ceramiczny: Przemysł ceramiczny wykorzystuje węglan ceru jako dodatek poprawiający właściwości użytkowe i wygląd ceramiki.
Podsumowując, ze względu na swoje unikalne właściwości i szeroki zakres zastosowań w różnych gałęziach przemysłu, węglany ceru odgrywają niezastąpioną rolę.
2. Jaki jest kolor węglanu ceru?
Kolor węglanu ceru jest biały, ale jego czystość może nieznacznie wpływać na specyficzny kolor, powodując lekki żółtawy odcień.
3. Jakie są 3 typowe zastosowania ceru?
Cer ma trzy typowe zastosowania:
(1) Jest stosowany jako kokatalizator w katalizatorach oczyszczania spalin samochodowych w celu utrzymania funkcji magazynowania tlenu, zwiększenia wydajności katalizatora i zmniejszenia zużycia metali szlachetnych. Katalizator ten został szeroko zastosowany w samochodach, skutecznie łagodząc zanieczyszczenia pochodzące z emisji spalin pojazdów do środowiska.
(2) Służy jako dodatek do szkła optycznego pochłaniający promienie ultrafioletowe i podczerwone. Znajduje szerokie zastosowanie w szybach samochodowych, zapewniając ochronę przed promieniami UV i obniżając temperaturę we wnętrzu samochodu, oszczędzając w ten sposób energię elektryczną na potrzeby klimatyzacji. Od 1997 r. tlenek ceru jest dodawany do wszystkich japońskich szyb samochodowych i jest również szeroko stosowany w Stanach Zjednoczonych.
(3) Cer można dodawać jako dodatek do materiałów z magnesami trwałymi NdFeB w celu poprawy ich właściwości magnetycznych i stabilności. Materiały te są szeroko stosowane w elektronice i maszynach elektrycznych, takich jak silniki i generatory, poprawiając wydajność i wydajność sprzętu.
4. Co cer robi z organizmem?
Wpływ ceru na organizm obejmuje przede wszystkim hepatotoksyczność i osteotoksyczność, a także potencjalny wpływ na układ nerwowy wzrokowy. Cer i jego związki są szkodliwe dla ludzkiego naskórka i układu nerwu wzrokowego, a nawet minimalne wdychanie stwarza ryzyko kalectwa lub stanu zagrożenia życia. Tlenek ceru jest toksyczny dla organizmu ludzkiego, powoduje uszkodzenie wątroby i kości. W życiu codziennym istotne jest zachowanie odpowiednich środków ostrożności i unikanie wdychania substancji chemicznych.
W szczególności tlenek ceru może zmniejszać zawartość protrombiny, czyniąc ją nieaktywną; hamują wytwarzanie trombiny; wytrącić fibrynogen; i katalizują rozkład związków fosforanowych. Długotrwałe narażenie na przedmioty zawierające nadmierną zawartość pierwiastków ziem rzadkich może spowodować uszkodzenie wątroby i szkieletu.
Ponadto proszek polerski zawierający tlenek ceru lub inne substancje może bezpośrednio przedostać się do płuc poprzez wdychanie, prowadząc do odkładania się w płucach, co może skutkować krzemicą. Chociaż radioaktywny cer charakteryzuje się niskim całkowitym współczynnikiem wchłaniania w organizmie, u niemowląt występuje stosunkowo duża część wchłaniania 144Ce w przewodzie pokarmowym. Z biegiem czasu radioaktywny cer gromadzi się głównie w wątrobie i kościach.
5. Jestwęglan cerurozpuszczalny w wodzie?
Węglan ceru jest nierozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszczalny w roztworach kwaśnych. Jest to stabilny związek, który nie zmienia się pod wpływem powietrza, ale czernieje pod wpływem światła ultrafioletowego.
6. Czy cer jest twardy czy miękki?
Cer to miękki, srebrzystobiały metal ziem rzadkich o wysokiej reaktywności chemicznej i plastycznej teksturze, którą można ciąć nożem.
Właściwości fizyczne ceru również potwierdzają jego miękki charakter. Cer ma temperaturę topnienia 795°C, temperaturę wrzenia 3443°C i gęstość 6,67 g/ml. Dodatkowo ulega zmianie koloru pod wpływem powietrza. Właściwości te wskazują, że cer jest rzeczywiście metalem miękkim i plastycznym.
7. Czy cer może utleniać wodę?
Cer ma zdolność utleniania wody ze względu na swoją reaktywność chemiczną. Reaguje powoli z zimną wodą i szybko z gorącą wodą, tworząc wodorotlenek ceru i gazowy wodór. Szybkość tej reakcji wzrasta w gorącej wodzie w porównaniu do zimnej wody.
8. Czy cer jest rzadki?
Tak, cer jest uważany za pierwiastek rzadki, ponieważ stanowi około 0,0046% skorupy ziemskiej, co czyni go jednym z najliczniejszych wśród pierwiastków ziem rzadkich.
9. Czy cer jest ciałem stałym, cieczą czy gazem?
Cer występuje w postaci ciała stałego w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem. Wygląda jak srebrnoszary reaktywny metal, który ma plastyczność i jest bardziej miękki niż żelazo. Chociaż pod wpływem ogrzewania można go przekształcić w ciecz, w normalnych warunkach (temperatura pokojowa i ciśnienie) pozostaje w stanie stałym ze względu na temperaturę topnienia 795°C i temperaturę wrzenia 3443°C.
10. Jak wygląda cer?
Cer ma wygląd srebrnoszarego metalu reaktywnego należącego do grupy pierwiastków ziem rzadkich (REE). Jego symbol chemiczny to Ce, a liczba atomowa to 58. Wyróżnia się tym, że jest jednym z najpowszechniejszych REE. Proszek Ceriu ma wysoką reaktywność w stosunku do powietrza, powodując samozapłon, a także łatwo rozpuszcza się w kwasach. Służy jako doskonały środek redukujący stosowany głównie do produkcji stopów.
Właściwości fizyczne obejmują: gęstość w zakresie od 6,7-6,9 w zależności od struktury kryształu; temperatura topnienia wynosi 799 ℃, a temperatura wrzenia osiąga 3426 ℃. Nazwa „cer” pochodzi od angielskiego słowa „Ceres”, które odnosi się do asteroidy. Procent zawartości w skorupie ziemskiej wynosi około 0,0046%, co czyni go bardzo rozpowszechnionym wśród REE.
Ceriu występuje głównie w monacycie, bastnezycie i produktach rozszczepienia pochodzących z plutonu uranowo-torowego. W przemyśle znajduje szerokie zastosowanie, takie jak wykorzystanie katalizatora do produkcji stopów.