Context și situație generală
Elemente de pământ raresunt podeaua IIIB scandiu, ytriu și lantan în tabelul periodic. Există l7 elemente. Pământul rar are proprietăți fizice și chimice unice și a fost utilizat pe scară largă în industrie, agricultură și alte domenii. Puritatea compușilor pământurilor rare determină în mod direct proprietățile speciale ale materialelor. Materialele cu pământuri rare de puritate diferită pot produce materiale ceramice, materiale fluorescente și materiale electronice cu cerințe de performanță diferite. În prezent, odată cu dezvoltarea tehnologiei de extracție a pământurilor rare, compușii curați de pământuri rare prezintă o perspectivă bună pe piață, iar prepararea materialelor de pământuri rare de înaltă performanță impune cerințe mai mari pentru compușii curați de pământuri rare. Compusul de ceriu are o gamă largă de utilizări, iar efectul său în majoritatea aplicațiilor este legat de puritatea, proprietățile fizice și conținutul de impurități. În distribuția elementelor pământurilor rare, ceriul reprezintă aproximativ 50% din resursele ușoare de pământuri rare. Odată cu aplicarea din ce în ce mai mare a ceriului de înaltă puritate, cerința de indice al conținutului de pământuri non-rare pentru compușii de ceriu este din ce în ce mai mare.Oxid de ceriueste oxid ceric, numărul CAS este 1306-38-3, formula moleculară este CeO2, greutate moleculară: 172,11; Oxidul de ceriu este cel mai stabil oxid al ceriului, elementul pământului rar. Este un solid galben pal la temperatura camerei și devine mai închis la culoare când este încălzit. Oxidul de ceriu este utilizat pe scară largă în materiale luminiscente, catalizatori, pulbere de lustruit, ecranare UV și alte aspecte datorită performanței sale excelente. În ultimii ani, a stârnit interesul multor cercetători. Prepararea și performanța oxidului de ceriu au devenit un punct fierbinte de cercetare în ultimii ani.
Procesul de producție
Metoda 1: Se agită la temperatura camerei, se adaugă soluție de hidroxid de sodiu de 5,0 mol/L la soluția de sulfat de ceriu de 0,1 mol/L, se ajustează valoarea pH-ului să fie mai mare de 10 și are loc reacția de precipitare. Sedimentul a fost pompat, spălat de mai multe ori cu apă deionizată și apoi uscat într-un cuptor de 90℃ timp de 24 de ore. După măcinare și filtrare (dimensiunea particulelor mai mică de 0,1 mm), se obține oxid de ceriu și se pune într-un loc uscat pentru depozitare etanșă. Metoda 2: Luați clorură de ceriu sau nitrat de ceriu ca materii prime, ajustați valoarea pH-ului la 2 cu apă cu amoniac, adăugați oxalat la precipitarea oxalatului de ceriu, după încălzire, întărire, separare și spălare, uscare la 110 ℃, apoi ardere la oxid de ceriu la 900 ~ 1000℃. Oxidul de ceriu poate fi obținut prin încălzirea amestecului de oxid de ceriu și pulbere de carbon la 1250 ℃ într-o atmosferă de monoxid de carbon.
Aplicație
Oxidul de ceriu este utilizat pentru aditivii industriei sticlei, materialelor de măcinare a sticlei din plăci și a fost extins la ochelarii de măcinat sticla, lentile optice, cinescop, albire, clarificare, sticla de radiații ultraviolete și absorbția firului electronic și așa mai departe. Este, de asemenea, folosit ca antireflector pentru lentilele de ochelari, iar ceriul este folosit pentru a face ceriu-titan galben pentru a face sticla galben deschis. Frontul de oxidare a pământurilor rare are o anumită influență asupra cristalizării și proprietăților ceramicii din sticlă în sistemul CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Rezultatele cercetării arată că adăugarea unui front de oxidare adecvat este benefică pentru a îmbunătăți efectul de clarificare a lichidului din sticlă, pentru a elimina bulele, pentru a face structura sticlei compactă și pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice și rezistența la alcalii a materialelor. Cantitatea optimă de adăugare de oxid de ceriu este de 1,5, atunci când este utilizat în glazura ceramică și industria electronică ca penetrant ceramic piezoelectric. Este, de asemenea, utilizat la fabricarea catalizatorului cu activitate ridicată, capac incandescent al lămpii cu gaz, ecran fluorescent cu raze X (utilizat în principal în agentul de lustruire a lentilelor). Pulberea de lustruire cu ceriu din pământuri rare este utilizată pe scară largă în aparate foto, lentile pentru camere, tuburi de imagine TELEVIZIUNE, obiective și așa mai departe. Poate fi folosit și în industria sticlei. Oxidul de ceriu și dioxidul de titan pot fi folosite împreună pentru a face sticlă galbenă. Oxidul de ceriu pentru decolorarea sticlei are avantajele unei performanțe stabile la temperatură ridicată, preț scăzut și lipsă de absorbție a luminii vizibile. În plus, oxidul de ceriu este adăugat la sticla folosită în clădiri și mașini pentru a reduce transmisia luminii ultraviolete. Pentru producția de materiale luminiscente din pământuri rare, oxidul de ceriu este adăugat ca activator în fosforii tricolori din pământuri rare, utilizați în materialele luminiscente ale lămpilor de economisire a energiei și fosforii utilizați în indicatoare și detectoare de radiații. Oxidul de ceriu este, de asemenea, o materie primă pentru prepararea ceriului metalic. În plus, în materialele semiconductoare, pigmenții de înaltă calitate și sensibilizatorul de sticlă fotosensibilă, purificatorul de evacuare auto a fost utilizat pe scară largă. Catalizatorul pentru purificarea gazelor de evacuare a autovehiculelor este compus în principal din suport ceramic (sau metal) în fagure și acoperire activată la suprafață. Acoperirea activată constă dintr-o zonă mare de trioxid gamma, o cantitate adecvată de oxizi care stabilizează suprafața și un metal cu activitate catalitică dispersat în interiorul acoperirii. Pentru a reduce doza scumpă de Pt, Rh, creșterea dozei de Pd este relativ ieftină, reducerea costului catalizatorului fără a reduce catalizatorii de purificare a eșapamentului auto sub premisa diferitelor performanțe, utilizate în mod obișnuit Pt. Pd. Activarea acoperirii cu catalizator ternar Rh, de obicei o metodă de imersie totală pentru a adăuga o anumită cantitate de oxid de ceriu și oxid de lantan, constituie un efect catalitic de pământuri rare este excelent. Catalizator ternar din metale prețioase. Oxidul de lantan și oxidul de ceriu au fost folosiți ca auxiliari pentru a îmbunătăți performanța catalizatorilor din metale nobile suportate de ¦ A-Alumină. Conform cercetărilor, mecanismul catalitic al oxidului de ceriu și al oxidului de lantan este, în principal, să îmbunătățească activitatea catalitică a acoperirii active, să ajusteze automat raportul aer-combustibil și cataliza și să îmbunătățească stabilitatea termică și rezistența mecanică a purtătorului.