Cerijev karbonat je anorganska spojina, ki nastane z reakcijo cerijevega oksida s karbonatom. Ima odlično stabilnost in kemično inertnost ter se v veliki meri uporablja v različnih sektorjih, kot so jedrska energija, katalizatorji, pigmenti, steklo itd. Po podatkih ustanov za tržne raziskave je svetovni trg cerijevega karbonata leta 2019 dosegel 2,4 milijarde dolarjev in naj bi dosegel 3,4 milijarde dolarjev do leta 2024. Obstajajo tri glavne metode proizvodnje cerijevega karbonata: kemična, fizikalna in biološka. Med temi metodami se zaradi razmeroma nizkih proizvodnih stroškov pretežno uporablja kemična metoda; vendar predstavlja tudi velike izzive glede onesnaževanja okolja. Industrija cerijevega karbonata ima velike razvojne možnosti in potencial, vendar se mora soočiti tudi s tehnološkim napredkom in izzivi varstva okolja. UrbanMines Tech. Co., Ltd., vodilno podjetje na Kitajskem, specializirano za raziskave in razvoj ter proizvodnjo in prodajo izdelkov iz cerijevega karbonata, želi spodbujati trajnostno rast industrije z inteligentnim določanjem prednosti praks varstva okolja ob inteligentnem izvajanju visoko učinkovitih ukrepov. Skupina za raziskave in razvoj UrbanMines je sestavila ta članek, da bi odgovorila na vprašanja in pomisleke naših strank.
1. Za kaj se uporablja cerijev karbonat? Kakšne so aplikacije cerijevega karbonata?
Cerijev karbonat je spojina, sestavljena iz cerija in karbonata, ki se uporablja predvsem v katalitskih materialih, luminescentnih materialih, materialih za poliranje in kemičnih reagentih. Njegova posebna področja uporabe vključujejo:
(1) Redkozemeljski luminiscenčni materiali: Cerijev karbonat visoke čistosti služi kot ključna surovina za pripravo redkozemeljskih luminiscenčnih materialov. Ti luminiscenčni materiali se široko uporabljajo pri razsvetljavi, zaslonih in na drugih področjih ter zagotavljajo bistveno podporo za napredek sodobne elektronske industrije.
(2) Čistilci izpušnih plinov avtomobilskih motorjev: Cerijev karbonat se uporablja pri izdelavi katalizatorjev za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov, ki učinkovito zmanjšujejo emisije onesnaževal iz izpušnih plinov vozil in igrajo pomembno vlogo pri izboljšanju kakovosti zraka.
(3) Materiali za poliranje: Cerijev karbonat deluje kot dodatek v spojinah za poliranje in poveča svetlost in gladkost različnih snovi.
(4) Obarvana inženirska plastika: če se uporablja kot barvilo, cerijev karbonat daje inženirski plastiki posebne barve in lastnosti.
(5) Kemični katalizatorji: Cerijev karbonat najde široko uporabo kot kemični katalizator s povečanjem aktivnosti in selektivnosti katalizatorja, hkrati pa spodbuja kemične reakcije.
(6) Kemični reagenti in medicinske aplikacije: cerijev karbonat je poleg uporabe kot kemičnega reagenta dokazal svojo vrednost na medicinskih področjih, kot je zdravljenje opeklinskih ran.
(7) Aditivi iz cementnega karbida: Dodatek cerijevega karbonata zlitinam iz cementnega karbida izboljša njihovo trdoto in odpornost proti obrabi.
(8) Keramična industrija: keramična industrija uporablja cerijev karbonat kot dodatek za izboljšanje lastnosti delovanja in kakovosti videza keramike.
Če povzamemo, zaradi svojih edinstvenih lastnosti in širokega spektra uporabe v različnih panogah so cerijevi karbonati nepogrešljivi.
2. Kakšna je barva cerijevega karbonata?
Barva cerijevega karbonata je bela, vendar lahko njegova čistost rahlo vpliva na določeno barvo, kar ima za posledico rahel rumenkast odtenek.
3. Katere so 3 običajne uporabe cerija?
Cerij ima tri pogoste aplikacije:
(1) Uporablja se kot sokatalizator v katalizatorjih za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov za ohranjanje funkcije shranjevanja kisika, izboljšanje delovanja katalizatorja in zmanjšanje uporabe plemenitih kovin. Ta katalizator je bil široko uporabljen v avtomobilih in učinkovito blaži onesnaženje okolja zaradi emisij izpušnih plinov vozil.
(2) Služi kot dodatek v optičnem steklu za absorpcijo ultravijoličnih in infrardečih žarkov. Široko se uporablja v avtomobilskem steklu, saj zagotavlja zaščito pred UV žarki in znižuje temperaturo v notranjosti avtomobila, s čimer prihrani elektriko za klimatske naprave. Od leta 1997 je cerijev oksid vključen v vsa japonska avtomobilska stekla in se v veliki meri uporablja tudi v ZDA.
(3) Cerij se lahko doda kot dodatek materialom s trajnimi magneti NdFeB za izboljšanje njihovih magnetnih lastnosti in stabilnosti. Ti materiali se pogosto uporabljajo v elektroniki in električnih strojih, kot so motorji in generatorji, ter izboljšujejo učinkovitost in delovanje opreme.
4. Kaj cerij naredi telesu?
Učinki cerija na telo vključujejo predvsem hepatotoksičnost in osteotoksičnost ter možne vplive na optični živčni sistem. Cerij in njegove spojine so škodljive za človeško povrhnjico in optični živčni sistem, že minimalno vdihavanje predstavlja tveganje za invalidnost ali življenjsko nevarna stanja. Cerijev oksid je strupen za človeško telo, povzroča poškodbe jeter in kosti. V vsakdanjem življenju je ključnega pomena, da upoštevamo ustrezne varnostne ukrepe in se izogibamo vdihavanju kemikalij.
Natančneje, cerijev oksid lahko zmanjša vsebnost protrombina, zaradi česar je neaktiven; zavira nastajanje trombina; oborina fibrinogena; in katalizirajo razgradnjo fosfatne spojine. Dolgotrajna izpostavljenost predmetom s prekomerno vsebnostjo redkih zemelj lahko povzroči poškodbe jeter in okostja.
Poleg tega lahko polirni prašek, ki vsebuje cerijev oksid ali druge snovi, neposredno vstopi v pljuča z vdihavanjem dihalnih poti, kar povzroči odlaganje v pljučih, kar lahko povzroči silikozo. Čeprav ima radioaktivni cerij nizko skupno stopnjo absorpcije v telesu, imajo dojenčki razmeroma visok delež absorpcije 144Ce v svojih prebavilih. Radioaktivni cerij se sčasoma predvsem kopiči v jetrih in kosteh.
5. Jecerijev karbonattopen v vodi?
Cerijev karbonat je netopen v vodi, vendar topen v kislih raztopinah. Je stabilna spojina, ki se ob stiku z zrakom ne spremeni, pod ultravijolično svetlobo pa počrni.
6. Ali je cerij trd ali mehak?
Cerij je mehka, srebrno bela redka zemeljska kovina z visoko kemično reaktivnostjo in voljno strukturo, ki jo je mogoče rezati z nožem.
Fizikalne lastnosti cerija podpirajo tudi njegovo mehko naravo. Cerij ima tališče 795 °C, vrelišče 3443 °C in gostoto 6,67 g/mL. Poleg tega spremeni barvo, ko je izpostavljen zraku. Te lastnosti kažejo, da je cerij res mehka in duktilna kovina.
7. Ali lahko cerij oksidira vodo?
Cerij lahko zaradi svoje kemične reaktivnosti oksidira vodo. S hladno vodo reagira počasi, z vročo pa hitro, kar povzroči nastanek cerijevega hidroksida in vodikovega plina. Hitrost te reakcije se poveča v vroči vodi v primerjavi s hladno vodo.
8. Ali je cerij redek?
Da, cerij velja za redek element, saj predstavlja približno 0,0046 % zemeljske skorje, zaradi česar je eden najpogostejših med redkozemeljskimi elementi.
9. Ali je cerij trdna tekočina ali plin?
Cerij obstaja kot trdna snov pri sobni temperaturi in tlaku. Videti je kot srebrno siva reaktivna kovina, ki ima duktilnost in je mehkejša od železa. Čeprav se lahko pretvori v tekočino pod pogoji segrevanja, v normalnih okoliščinah (sobna temperatura in tlak) ostane v trdnem stanju zaradi svojega tališča 795 °C in vrelišča 3443 °C.
10. Kako izgleda cerij?
Cerium kaže videz srebrno sive reaktivne kovine, ki spada v skupino redkih zemeljskih elementov (REE). Njegov kemijski simbol je Ce, medtem ko je njegovo atomsko število 58. Odlikuje ga dejstvo, da je eden najpogostejših REE. Prah ceriu ima visoko reaktivnost na zrak, kar povzroča spontano vžig, in se zlahka topi v kislinah. Služi kot odlično redukcijsko sredstvo, ki se uporablja predvsem za proizvodnjo zlitin.
Fizikalne lastnosti vključujejo: gostota se giblje od 6,7 do 6,9, odvisno od kristalne strukture; tališče je pri 799 ℃, medtem ko vrelišče doseže 3426 ℃. Ime "cerij" izvira iz angleškega izraza "Ceres", ki se nanaša na asteroid. Odstotek vsebnosti v zemeljski skorji znaša približno 0,0046 %, zaradi česar je zelo razširjen med REE.
Ceriu se pojavlja predvsem v monazitu, bastnaezitu in fisijskih produktih, pridobljenih iz uran-torijevega plutonija. V industriji najde široko uporabo, kot je uporaba katalizatorjev za proizvodnjo zlitin.