Pozadie a všeobecná situácia
Prvky vzácnych zemínsú podlahové dosky IIIB skandia, ytria a lantánu v periodickej tabuľke.Je tam l7 prvkov.Vzácna zemina má jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti a bola široko používaná v priemysle, poľnohospodárstve a iných oblastiach.Čistota zlúčenín vzácnych zemín priamo určuje špeciálne vlastnosti materiálov.Rôzne čistoty materiálov vzácnych zemín môžu produkovať keramické materiály, fluorescenčné materiály a elektronické materiály s rôznymi požiadavkami na výkon.V súčasnosti s rozvojom technológie extrakcie vzácnych zemín predstavujú čisté zlúčeniny vzácnych zemín dobré vyhliadky na trhu a príprava vysokovýkonných materiálov vzácnych zemín kladie vyššie požiadavky na čisté zlúčeniny vzácnych zemín.Zlúčenina céru má široké využitie a jej účinok vo väčšine aplikácií súvisí s jej čistotou, fyzikálnymi vlastnosťami a obsahom nečistôt.V distribúcii prvkov vzácnych zemín predstavuje cér asi 50 % ľahkých zdrojov vzácnych zemín.So zvyšujúcou sa aplikáciou céru vysokej čistoty sú požiadavky na index obsahu zlúčenín céru nie vzácnych zemín stále vyššie.Oxid céruje oxid ceričitý, číslo CAS je 1306-38-3, molekulový vzorec je CeO2, molekulová hmotnosť: 172,11;Oxid céru je najstabilnejší oxid prvku vzácnych zemín céru.Pri izbovej teplote je to svetložltá tuhá látka a pri zahrievaní tmavne.Oxid céru je vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu široko používaný v luminiscenčných materiáloch, katalyzátoroch, leštiacich práškoch, UV tienení a iných aspektoch.V posledných rokoch vzbudil záujem mnohých výskumníkov.Príprava a výkon oxidu céru sa v posledných rokoch stali stredobodom výskumu.
Proces produkcie
Metóda 1: Miešajte pri teplote miestnosti, pridajte roztok hydroxidu sodného 5,0 mol/l k roztoku síranu ceričitého s koncentráciou 0,1 mol/l, upravte hodnotu pH tak, aby bola vyššia ako 10, a prebehla zrážacia reakcia.Sediment sa odčerpal, niekoľkokrát premyl deionizovanou vodou a potom sa sušil v sušiarni pri teplote 90 °C počas 24 hodín.Po rozomletí a filtrácii (veľkosť častíc menej ako 0,1 mm) sa získa oxid céru a umiestni sa na suché miesto na utesnené skladovanie.Metóda 2: Použitie chloridu ceritého alebo dusičnanu ceritého ako suroviny, úprava hodnoty pH na 2 pomocou čpavkovej vody, pridanie šťavelanu na vyzrážanie šťavelanu céru, po zahriatí, vytvrdnutí, oddelení a premytí, sušenie pri 110 °C, potom spálenie na oxid ceritý pri 900 °C ~ 1000 ℃.Oxid céru je možné získať zahrievaním zmesi oxidu céru a uhlíkového prášku na 1250 °C v atmosfére oxidu uhoľnatého.
Aplikácia
Oxid céru sa používa na prísady v sklárskom priemysle, materiály na brúsenie doskového skla a bol rozšírený na brúsne sklo na okuliare, optické šošovky, kineskop, bielenie, čírenie, sklo ultrafialového žiarenia a absorpciu elektronického drôtu atď.Používa sa tiež ako antireflexný prvok pre šošovky okuliarov a cér sa používa na výrobu céru titánovo žltého, aby bolo sklo svetložlté.Oxidačné čelo vzácnych zemín má určitý vplyv na kryštalizáciu a vlastnosti sklokeramiky v systéme CaO-MgO-AI2O3-SiO2.Výsledky výskumu ukazujú, že pridanie vhodného oxidačného čela je prospešné na zlepšenie čistiaceho účinku sklenenej kvapaliny, odstránenie bublín, kompaktnosť štruktúry skla a zlepšenie mechanických vlastností a odolnosti materiálov voči alkáliám.Optimálne prídavné množstvo oxidu céru je 1,5, ak sa používa v keramickej glazúre a elektronickom priemysle ako piezoelektrický keramický penetrant.Používa sa tiež pri výrobe vysokoaktívneho katalyzátora, krytu žiarovky plynovej lampy, röntgenovej fluorescenčnej obrazovky (používanej hlavne v prípravku na leštenie šošoviek).Leštiaci prášok céru zo vzácnych zemín je široko používaný vo fotoaparátoch, objektívoch fotoaparátov, TELEVÍZNYCH obrazovkách, objektívoch atď.Využitie nájde aj v sklárskom priemysle.Oxid céru a oxid titaničitý sa môžu použiť spolu na zožltnutie skla.Oxid céru na odfarbovanie skla má výhody stabilného výkonu pri vysokej teplote, nízkej ceny a žiadnej absorpcie viditeľného svetla.Okrem toho sa do skla používaného v budovách a automobiloch pridáva oxid céru, aby sa znížila priepustnosť ultrafialového svetla.Na výrobu luminiscenčných materiálov vzácnych zemín sa oxid céru pridáva ako aktivátor do trojfarebných fosforov vzácnych zemín používaných v luminiscenčných materiáloch energeticky úsporných lámp a luminoforov používaných v indikátoroch a detektoroch žiarenia.Oxid céru je tiež surovinou na prípravu kovového céru.Okrem toho sa v polovodičových materiáloch, vysokokvalitných pigmentoch a fotosenzitívnych sklených senzibilizátoroch široko používa čistič výfukových plynov automobilov.Katalyzátor na čistenie výfukových plynov automobilov sa skladá hlavne z voštinového keramického (alebo kovového) nosiča a povrchovo aktivovaného povlaku.Aktivovaný povlak pozostáva z veľkej plochy gama-trioxidu, vhodného množstva oxidov, ktoré stabilizujú plochu povrchu, a kovu s katalytickou aktivitou rozptýleného v povlaku.Aby sa znížila drahá dávka Pt, Rh, zvýšenie dávky Pd je relatívne lacné, znížte náklady na katalyzátor bez zníženia katalyzátorov na čistenie výfukových plynov za predpokladu rôzneho výkonu, bežne používaného Pt.Pd.Aktivácia Rh ternárneho katalyzátorového povlaku, zvyčajne metóda úplného ponorenia na pridanie určitého množstva oxidu céru a oxidu lantánu, predstavuje vynikajúci katalytický efekt vzácnych zemín.Ternárny katalyzátor z drahých kovov.Oxid lantanitý a oxid céru sa použili ako pomocné látky na zlepšenie výkonu katalyzátorov vzácnych kovov na nosiči A-Alumina.Podľa výskumu je katalytický mechanizmus oxidu céru a oxidu lantanitého hlavne zlepšiť katalytickú aktivitu aktívneho povlaku, automaticky upraviť pomer vzduchu a paliva a katalýzu a zlepšiť tepelnú stabilitu a mechanickú pevnosť nosiča.