ซีเรียมคาร์บอเนตเป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาซีเรียมออกไซด์กับคาร์บอเนต มีความเสถียรและความเฉื่อยทางเคมีเป็นเลิศ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่างๆ เช่น พลังงานนิวเคลียร์ ตัวเร่งปฏิกิริยา เม็ดสี แก้ว ฯลฯ จากข้อมูลของสถาบันวิจัยตลาด ตลาดซีเรียมคาร์บอเนตทั่วโลกมีมูลค่าถึง 2.4 พันล้านดอลลาร์ในปี 2562 และคาดว่าจะสูงถึง 2.4 พันล้านดอลลาร์ มีมูลค่า 3.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2567 มีวิธีการผลิตซีเรียมคาร์บอเนตหลักสามวิธี ได้แก่ เคมี กายภาพ และชีวภาพ ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ ส่วนใหญ่จะใช้วิธีการทางเคมีเนื่องจากมีต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม มันยังก่อให้เกิดความท้าทายด้านมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย อุตสาหกรรมซีเรียมคาร์บอเนตมีแนวโน้มและศักยภาพในการพัฒนาที่กว้างขวาง แต่ยังต้องเผชิญหน้ากับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความท้าทายในการปกป้องสิ่งแวดล้อมด้วย เออร์เบินไมนส์เทค Co., Ltd. ซึ่งเป็นองค์กรชั้นนำในประเทศจีนที่เชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา ตลอดจนการผลิตและการขายผลิตภัณฑ์ซีเรียมคาร์บอเนต มีเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการเติบโตของอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน ผ่านการจัดลำดับความสำคัญอย่างชาญฉลาดของแนวปฏิบัติด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ขณะเดียวกันก็ดำเนินมาตรการที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างชาญฉลาด ทีม R&D ของ UrbanMines ได้รวบรวมบทความนี้เพื่อตอบคำถามและข้อกังวลของลูกค้าของเรา
1.ซีเรียมคาร์บอเนตใช้ทำอะไร? ซีเรียมคาร์บอเนตมีประโยชน์อย่างไร?
ซีเรียมคาร์บอเนตเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยซีเรียมและคาร์บอเนต ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในวัสดุเร่งปฏิกิริยา วัสดุเรืองแสง วัสดุขัดเงา และรีเอเจนต์เคมี พื้นที่ใช้งานเฉพาะ ได้แก่:
(1) วัสดุเรืองแสงของธาตุหายาก: ซีเรียมคาร์บอเนตที่มีความบริสุทธิ์สูงทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำคัญในการเตรียมวัสดุเรืองแสงของธาตุหายาก วัสดุเรืองแสงเหล่านี้พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านแสงสว่าง จอแสดงผล และสาขาอื่นๆ ซึ่งให้การสนับสนุนที่จำเป็นสำหรับความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่
(2) เครื่องฟอกไอเสียเครื่องยนต์รถยนต์: ซีเรียมคาร์บอเนตใช้ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาฟอกไอเสียรถยนต์ ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษจากไอเสียรถยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพอากาศ
(3) วัสดุขัด: ด้วยการทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งในสารขัดเงา ซีเรียมคาร์บอเนตช่วยเพิ่มความสว่างและความเรียบเนียนของสารต่างๆ
(4) พลาสติกวิศวกรรมสี: เมื่อใช้เป็นตัวแทนสี ซีเรียมคาร์บอเนตจะให้สีและคุณสมบัติเฉพาะแก่พลาสติกวิศวกรรม
(5) ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี: ซีเรียมคาร์บอเนตพบการใช้งานที่หลากหลายในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีโดยเพิ่มกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาและการเลือกสรรในขณะที่ส่งเสริมปฏิกิริยาเคมี
(6) สารเคมีและการใช้งานทางการแพทย์: นอกเหนือจากการใช้เป็นสารเคมีแล้ว ซีเรียมคาร์บอเนตยังแสดงให้เห็นคุณค่าในด้านการแพทย์ เช่น การรักษาบาดแผลไฟไหม้
(7) สารเติมแต่งซีเมนต์คาร์ไบด์: การเติมซีเรียมคาร์บอเนตลงในโลหะผสมซีเมนต์คาร์ไบด์จะช่วยเพิ่มความแข็งและความสามารถในการต้านทานการสึกหรอ
(8) อุตสาหกรรมเซรามิก: อุตสาหกรรมเซรามิกใช้ซีเรียมคาร์บอเนตเป็นสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพและคุณภาพรูปลักษณ์ของเซรามิก
โดยสรุป เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวและการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ซีเรียมคาร์บอเนตจึงมีบทบาทไม่มากนัก
2. ซีเรียมคาร์บอเนตมีสีอะไร?
สีของซีเรียมคาร์บอเนตเป็นสีขาว แต่ความบริสุทธิ์อาจส่งผลต่อสีเฉพาะเล็กน้อยส่งผลให้มีสีเหลืองเล็กน้อย
3. ซีเรียม 3 ชนิดที่ใช้กันทั่วไปมีอะไรบ้าง?
ซีเรียมมีการใช้งานทั่วไปสามประการ:
(1) ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมในตัวเร่งปฏิกิริยาฟอกไอเสียรถยนต์ เพื่อรักษาฟังก์ชันกักเก็บออกซิเจน เพิ่มประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยา และลดการใช้โลหะมีค่า ตัวเร่งปฏิกิริยานี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ ซึ่งช่วยลดมลพิษจากการปล่อยไอเสียของยานพาหนะสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(2) ทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งในแก้วแสงเพื่อดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในกระจกรถยนต์ โดยให้การป้องกันรังสี UV และลดอุณหภูมิภายในรถ จึงช่วยประหยัดไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศ ตั้งแต่ปี 1997 เป็นต้นมา ซีเรียมออกไซด์ได้รวมอยู่ในกระจกรถยนต์ของญี่ปุ่นทุกยี่ห้อ และยังมีการใช้อย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาอีกด้วย
(3) สามารถเพิ่มซีเรียมเป็นสารเติมแต่งให้กับวัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางแม่เหล็กและความเสถียร วัสดุเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องจักรไฟฟ้า เช่น มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของอุปกรณ์
4. ซีเรียมมีประโยชน์ต่อร่างกายอย่างไร?
ผลกระทบของซีเรียมต่อร่างกายโดยหลักเกี่ยวข้องกับความเป็นพิษต่อตับและความเป็นพิษต่อกระดูก รวมถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อระบบประสาทจอประสาทตา ซีเรียมและสารประกอบของซีเรียมเป็นอันตรายต่อผิวหนังชั้นนอกของมนุษย์และระบบประสาทตา แม้จะสูดดมเพียงเล็กน้อยก็เสี่ยงต่อความพิการหรือภาวะที่เป็นอันตรายถึงชีวิตได้ ซีเรียมออกไซด์เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ ก่อให้เกิดอันตรายต่อตับและกระดูก ในชีวิตประจำวัน จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องระมัดระวังอย่างเหมาะสมและหลีกเลี่ยงการสูดดมสารเคมี
โดยเฉพาะซีเรียมออกไซด์สามารถลดปริมาณโปรทรอมบินซึ่งทำให้ไม่ทำงาน ยับยั้งการสร้าง thrombin; ตกตะกอนไฟบริโนเจน; และเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของสารประกอบฟอสเฟต การสัมผัสกับสิ่งของที่มีธาตุหายากมากเกินไปเป็นเวลานานอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อตับและโครงกระดูก
นอกจากนี้ ผงขัดที่มีซีเรียมออกไซด์หรือสารอื่นๆ สามารถเข้าสู่ปอดได้โดยตรงผ่านการสูดดมทางเดินหายใจ ซึ่งนำไปสู่การสะสมของปอดที่อาจส่งผลให้เกิดซิลิโคซิส แม้ว่าซีเรียมกัมมันตภาพรังสีจะมีอัตราการดูดซึมโดยรวมในร่างกายต่ำ แต่ทารกก็มีสัดส่วนการดูดซึม 144Ce ในระบบทางเดินอาหารที่ค่อนข้างสูง ซีเรียมกัมมันตรังสีสะสมอยู่ในตับและกระดูกเป็นหลักเมื่อเวลาผ่านไป
5. คือซีเรียมคาร์บอเนตละลายในน้ำ?
ซีเรียมคาร์บอเนตไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในสารละลายที่เป็นกรด เป็นสารประกอบที่เสถียรซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสัมผัสกับอากาศ แต่จะเปลี่ยนเป็นสีดำภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต
6.ซีเรียมแข็งหรืออ่อน?
ซีเรียมเป็นโลหะหายากเอิร์ธสีขาวเงินที่มีความอ่อนนุ่ม มีปฏิกิริยาทางเคมีสูง และมีเนื้อสัมผัสที่อ่อนตัวได้ซึ่งสามารถตัดด้วยมีดได้
คุณสมบัติทางกายภาพของซีเรียมยังสนับสนุนธรรมชาติที่อ่อนนุ่มอีกด้วย ซีเรียมมีจุดหลอมเหลว 795°C จุดเดือด 3443°C และความหนาแน่น 6.67 กรัม/มิลลิลิตร นอกจากนี้ยังผ่านการเปลี่ยนสีเมื่อสัมผัสกับอากาศ คุณสมบัติเหล่านี้บ่งชี้ว่าซีเรียมเป็นโลหะที่อ่อนนุ่มและเหนียวจริงๆ
7. ซีเรียมสามารถออกซิไดซ์น้ำได้หรือไม่?
ซีเรียมสามารถออกซิไดซ์น้ำได้เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมี โดยจะทำปฏิกิริยาช้าๆ กับน้ำเย็นและเร็วกับน้ำร้อน ทำให้เกิดซีเรียมไฮดรอกไซด์และก๊าซไฮโดรเจน อัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะเพิ่มขึ้นในน้ำร้อนเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำเย็น
8. ซีเรียมหายากหรือไม่?
ใช่ ซีเรียมถือเป็นธาตุหายากเนื่องจากประกอบด้วยประมาณ 0.0046% ของเปลือกโลก ทำให้เป็นหนึ่งในธาตุที่มีมากที่สุดในบรรดาธาตุหายาก
9. ซีเรียมเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซหรือไม่?
ซีเรียมมีอยู่ในรูปของแข็งที่อุณหภูมิห้องและสภาวะความดัน ปรากฏเป็นโลหะปฏิกิริยาสีเทาเงินซึ่งมีความเหนียวและอ่อนกว่าเหล็ก แม้ว่าจะเปลี่ยนเป็นของเหลวได้ภายใต้สภาวะการให้ความร้อน แต่ในสถานการณ์ปกติ (อุณหภูมิและความดันห้อง) มันยังคงอยู่ในสถานะของแข็งเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวที่ 795°C และจุดเดือดที่ 3443°C
10. ซีเรียมมีหน้าตาเป็นอย่างไร?
ซีเรียมมีลักษณะเป็นโลหะปฏิกิริยาสีเทาเงินซึ่งอยู่ในกลุ่มธาตุหายาก (REE) สัญลักษณ์ทางเคมีของมันคือ Ce ในขณะที่เลขอะตอมคือ 58 มีความโดดเด่นในการเป็นหนึ่งใน REE ที่มีมากที่สุด ผง Ceriu มีปฏิกิริยาสูงต่ออากาศทำให้เกิดการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง และยังละลายในกรดได้ง่ายอีกด้วย ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีเยี่ยมซึ่งใช้ในการผลิตโลหะผสมเป็นหลัก
คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ช่วงความหนาแน่นตั้งแต่ 6.7-6.9 ขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลึก จุดหลอมเหลวอยู่ที่ 799 ℃ ในขณะที่จุดเดือดถึง 3426 ℃ ชื่อ “ซีเรียม” มาจากคำภาษาอังกฤษว่า “เซเรส” ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์น้อย เปอร์เซ็นต์เนื้อหาภายในเปลือกโลกมีค่าประมาณ 0.0046% ซึ่งทำให้แพร่หลายอย่างมากในหมู่ REE
Ceriu ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในโมนาไซต์ บาสนีไซต์ และผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่ได้มาจากพลูโทเนียมยูเรเนียม-ทอเรียม ในอุตสาหกรรม พบการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตโลหะผสม