Pozadina i opšta situacija
Rijetki zemljani elementisu podna ploča od IIIB skandijuma, itrijuma i lantana u periodnom sistemu.Postoji l7 elemenata.Rijetke zemlje imaju jedinstvena fizička i hemijska svojstva i široko se koriste u industriji, poljoprivredi i drugim poljima.Čistoća spojeva rijetkih zemalja direktno određuje posebna svojstva materijala.Različita čistoća materijala rijetkih zemalja može proizvesti keramičke materijale, fluorescentne materijale i elektronske materijale s različitim zahtjevima performansi.Trenutno, s razvojem tehnologije ekstrakcije rijetkih zemalja, čista jedinjenja rijetkih zemalja predstavljaju dobru tržišnu perspektivu, a priprema visokoučinkovitih materijala retkih zemalja postavlja veće zahtjeve za čista jedinjenja retkih zemalja.Jedinjenje cerija ima širok spektar primjena, a njegovo djelovanje u većini primjena povezano je s njegovom čistoćom, fizičkim svojstvima i sadržajem nečistoća.U distribuciji rijetkih zemljanih elemenata, cerijum čini oko 50% lakih resursa rijetkih zemalja.Sa sve većom primjenom cerijuma visoke čistoće, zahtjevi za indeksom sadržaja nerijetkih zemalja za jedinjenja cerijuma su sve veći i veći.Cerijum oksidje ceric oksid, CAS broj je 1306-38-3, molekulska formula je CeO2, molekulska težina: 172,11;Cerijum oksid je najstabilniji oksid retkozemnog elementa cerijuma.To je blijedožuta krutina na sobnoj temperaturi i postaje tamnija kada se zagrije.Cerijum oksid se široko koristi u luminiscentnim materijalima, katalizatorima, prahu za poliranje, UV zaštiti i drugim aspektima zbog svojih odličnih performansi.Poslednjih godina izazvala je interesovanje mnogih istraživača.Priprema i učinak cerij oksida postali su žarište istraživanja posljednjih godina.
Proizvodni proces
Metoda 1: Promešati na sobnoj temperaturi, dodati rastvor natrijum hidroksida od 5,0 mol/L u rastvor cerijum sulfata od 0,1 mol/L, podesiti pH vrednost da bude veća od 10 i dolazi do reakcije taloženja.Talog je pumpan, ispran nekoliko puta dejonizovanom vodom, a zatim sušen u pećnici na 90℃ 24 sata.Nakon mljevenja i filtriranja (veličina čestica manja od 0,1 mm), dobiva se cerij oksid i stavlja na suho mjesto za zatvoreno skladištenje.Metoda 2: Uzimanje cerijum hlorida ili cerijum nitrata kao sirovina, podešavanje pH vrednosti na 2 sa amonijačnom vodom, dodavanje oksalata da se taloži cerij oksalat, nakon zagrevanja, sušenja, odvajanja i pranja, sušenja na 110℃, zatim sagorevanja do cerijevog oksida na 9000 ~ 1000℃.Cerijum oksid se može dobiti zagrijavanjem mješavine cerijevog oksida i ugljičnog praha na 1250 ℃ u atmosferi ugljičnog monoksida.
Aplikacija
Cerijum oksid se koristi za aditive staklarske industrije, materijale za mlevenje pločastog stakla, a proširen je na stakla za mlevenje stakla, optička sočiva, kineskope, izbeljivanje, bistrenje, staklo ultraljubičastog zračenja i apsorpciju elektronske žice itd.Koristi se i kao antireflektor za sočiva za naočare, a cerijum se koristi za dobijanje cerijuma titanijum žute boje da bi staklo postalo svetlo žuto.Front oksidacije rijetkih zemalja ima određeni utjecaj na kristalizaciju i svojstva staklokeramike u sistemu CaO-MgO-AI2O3-SiO2.Rezultati istraživanja pokazuju da je dodavanje odgovarajućeg fronta oksidacije korisno za poboljšanje efekta bistrenja staklene tekućine, uklanjanje mjehurića, kompaktnost strukture stakla i poboljšanje mehaničkih svojstava i alkalne otpornosti materijala.Optimalna dodana količina cerij oksida je 1,5, kada se koristi u keramičkoj glazuri i elektronskoj industriji kao piezoelektrični keramički penetrant.Takođe se koristi u proizvodnji katalizatora visoke aktivnosti, poklopca sa žarnom niti, rendgenskog fluorescentnog ekrana (uglavnom se koristi u sredstvu za poliranje sočiva).Prašak za poliranje retke zemlje cerijuma se široko koristi u fotoaparatima, sočivima fotoaparata, TELEVIZIJSKIM fotocevima, sočivima i tako dalje.Može se koristiti i u staklarskoj industriji.Cerijum oksid i titan dioksid mogu se koristiti zajedno da bi staklo postalo žuto.Cerijum oksid za dekolorizaciju stakla ima prednosti stabilnih performansi na visokoj temperaturi, niske cijene i ne apsorpcije vidljive svjetlosti.Osim toga, cerijum oksid se dodaje staklu koje se koristi u zgradama i automobilima kako bi se smanjila propusnost ultraljubičastog svjetla.Za proizvodnju luminiscentnih materijala retkih zemalja, cerij oksid se dodaje kao aktivator u trobojne fosfore retkih zemalja koji se koriste u luminiscentnim materijalima štedljivih lampi i fosforima koji se koriste u indikatorima i detektorima zračenja.Cerijum oksid je takođe sirovina za pripremu metalnog cerijuma.Osim toga, u poluvodičkim materijalima, visokokvalitetnim pigmentima i fotoosjetljivim staklenim senzibilizatorima, automobilski pročišćivač izduvnih gasova se široko koristi.Katalizator za pročišćavanje izduvnih gasova automobila uglavnom se sastoji od saćastog keramičkog (ili metalnog) nosača i površinski aktiviranog premaza.Aktivirani premaz se sastoji od velike površine gama-trioksida, odgovarajuće količine oksida koji stabiliziraju površinu i metala sa katalitičkom aktivnošću raspršenog unutar premaza.Kako bi se smanjila skupa doza Pt, Rh, povećanje doze Pd je relativno jeftino, smanjite cijenu katalizatora bez smanjenja katalizatora za pročišćavanje izduvnih gasova automobila pod pretpostavkom različitih performansi, obično korištenih Pt.Pd.Aktivacija Rh ternarnog katalizatora, obično metoda potpunog uranjanja za dodavanje određene količine cerijevog oksida i lantan oksida, predstavlja odličan katalitički učinak rijetkih zemalja.Trojni katalizator plemenitih metala.Lantan oksid i cerij oksid su korišteni kao pomoćni sastojci za poboljšanje performansi ¦ A-Alumina podržanih katalizatora plemenitih metala.Prema istraživanju, katalitički mehanizam cerijum oksida i lantan oksida uglavnom je da poboljša katalitičku aktivnost aktivnog premaza, automatski prilagodi omjer zrak-gorivo i katalizu, te poboljša termičku stabilnost i mehaničku čvrstoću nosača.