Taust ja üldine olukord
Haruldased muldmetallidon perioodilisustabelis IIIB skandiumi, ütriumi ja lantaani põrandalaud.Seal on l7 elementi.Haruldastel muldmetallidel on ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused ning neid on laialdaselt kasutatud tööstuses, põllumajanduses ja muudes valdkondades.Haruldaste muldmetallide ühendite puhtus määrab otseselt materjalide eriomadused.Haruldaste muldmetallide erineva puhtusastmega saab toota keraamilisi materjale, fluorestseeruvaid materjale ja elektroonilisi materjale, millel on erinevad jõudlusnõuded.Praegu on haruldaste muldmetallide kaevandamise tehnoloogia arenedes puhtad haruldaste muldmetallide ühendid head turuväljavaated ning suure jõudlusega haruldaste muldmetallide materjalide valmistamine seab puhtatele haruldaste muldmetallide ühenditele kõrgemad nõuded.Tseeriumiühendil on lai kasutusala ja selle toime enamikus rakendustes on seotud selle puhtuse, füüsikaliste omaduste ja lisandite sisaldusega.Haruldaste muldmetallide elementide jaotuses moodustab tseerium umbes 50% haruldaste muldmetallide kergetest ressurssidest.Kõrge puhtusastmega tseeriumi laialdasema kasutamisega on tseeriumiühendite mitteharuldaste muldmetallide sisalduse indeksi nõue üha suurem.Tseeriumoksiidon tseeroksiid, CAS number on 1306-38-3, molekulvalem on CeO2, molekulmass: 172,11;Tseeriumoksiid on haruldase muldmetalli tseeriumi kõige stabiilsem oksiid.See on toatemperatuuril kahvatukollane tahke aine ja muutub kuumutamisel tumedamaks.Tseeriumoksiidi kasutatakse selle suurepärase jõudluse tõttu laialdaselt luminestsentsmaterjalides, katalüsaatorites, poleerimispulbrites, UV-varjestuses ja muudes aspektides.Viimastel aastatel on see äratanud huvi paljudes teadlastes.Tseeriumoksiidi valmistamine ja toimimine on viimastel aastatel muutunud uurimistööks.
Tootmisprotsess
1. meetod: segage toatemperatuuril, lisage 0,1 mol/l tseeriumsulfaadi lahusele 5,0 mol/l naatriumhüdroksiidi lahus, reguleerige pH väärtuseks üle 10 ja toimub sadestamisreaktsioon.Sadet pumbati, pesti mitu korda deioniseeritud veega ja kuivatati seejärel 90 ℃ ahjus 24 tundi.Pärast jahvatamist ja filtreerimist (osakeste suurus alla 0,1 mm) saadakse tseeriumoksiid ja asetatakse suletud ladustamiseks kuiva kohta.2. meetod: tseeriumkloriidi või tseeriumnitraadi võtmine toorainena, pH reguleerimine 2-ni ammoniaagiveega, oksalaadi lisamine tseeriumoksalaadi sadestamiseks, pärast kuumutamist, kõvenemist, eraldamist ja pesemist, kuivatamine 110 ℃ juures, seejärel põletamine tseeriumoksiidiks 900 ~ 1000 ℃.Tseeriumoksiidi võib saada tseeriumoksiidi ja süsiniku pulbri segu kuumutamisel süsinikmonooksiidi atmosfääris temperatuuril 1250 ℃.
Rakendus
Tseeriumoksiidi kasutatakse klaasitööstuse lisanditena, plaatklaasi lihvimismaterjalide jaoks ning seda on laiendatud klaaside lihvimiseks, optilistele läätsedele, kineskoobile, pleegitamisele, selgitamisele, ultraviolettkiirguse klaasile ja elektrooniliste juhtmete neeldumisele jne.Seda kasutatakse ka prilliläätsede reflektorina ja tseeriumit kasutatakse tseeriumtitaankollaseks, et muuta klaas helekollaseks.Haruldaste muldmetallide oksüdatsioonifrondil on teatav mõju klaaskeraamika kristalliseerumisele ja omadustele süsteemis CaO-MgO-AI2O3-SiO2.Uurimistulemused näitavad, et sobiva oksüdatsioonifrondi lisamine aitab parandada klaasivedeliku selginemist, kõrvaldada mullid, muuta klaasi struktuur kompaktseks ning parandada materjalide mehaanilisi omadusi ja leelisekindlust.Tseeriumoksiidi optimaalne lisatav kogus on 1,5, kui seda kasutatakse keraamilises glasuuris ja elektroonikatööstuses piesoelektrilise keraamilise läbitungijana.Seda kasutatakse ka kõrge aktiivsusega katalüsaatorite, gaasilambi hõõglambi katte, röntgenfluorestsentsekraani (peamiselt läätsede poleerimisvahendina) valmistamisel.Haruldaste muldmetallide tseeriumi poleerimispulbrit kasutatakse laialdaselt kaamerates, kaameraobjektiivides, TELEVIISIOONI pilditorudes, objektiivides jne.Seda saab kasutada ka klaasitööstuses.Tseeriumoksiidi ja titaandioksiidi saab kasutada koos, et muuta klaasi kollaseks.Klaasi värvi eemaldamiseks kasutatava tseeriumoksiidi eeliseks on stabiilne jõudlus kõrgel temperatuuril, madal hind ja nähtava valguse neeldumine.Lisaks lisatakse hoonetes ja autodes kasutatavale klaasile tseeriumoksiidi, et vähendada ultraviolettvalguse läbilaskvust.Haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide tootmiseks lisatakse tseeriumoksiidi aktivaatorina energiasäästulampide luminestsentsmaterjalides kasutatavatesse haruldaste muldmetallide kolmevärvilistesse luminofoorainetesse ning indikaatorites ja kiirgusdetektorites kasutatavatesse fosforitesse.Tseeriumoksiid on ka metalli tseriumi valmistamise tooraine.Lisaks on pooljuhtmaterjalides, kõrgekvaliteedilistes pigmentides ja valgustundlikes klaasist sensibilisaatorites laialdaselt kasutatud autode heitgaaside puhastit.Autode heitgaaside puhastamise katalüsaator koosneb peamiselt kärgstruktuuriga keraamilisest (või metallist) kandjast ja pinnaga aktiveeritud kattest.Aktiveeritud kate koosneb suurest alast gamma-trioksiidist, sobivast kogusest oksiididest, mis stabiliseerivad pinda, ja katalüütilise aktiivsusega metallist, mis on kattes hajutatud.Kalli Pt, Rh annuse vähendamiseks on Pd annuse suurendamine suhteliselt odav, katalüsaatori maksumuse vähendamine, vähendamata autode heitgaaside puhastamise katalüsaatoreid erinevate jõudluste eeldusel, tavaliselt kasutatav Pt.Pd.Rh kolmekomponendilise katalüsaatori katte aktiveerimine, tavaliselt täieliku sukeldamise meetod teatud koguse tseeriumoksiidi ja lantaanoksiidi lisamiseks, on haruldaste muldmetallide katalüütiline efekt, mis on suurepärane.Väärismetallist kolmekomponentne katalüsaator.Lantaanoksiidi ja tseeriumoksiidi kasutati abiainetena ¦ A-alumiiniumoksiidiga toetatud väärismetallkatalüsaatorite jõudluse parandamiseks.Uuringute kohaselt on tseeriumoksiidi ja lantaanoksiidi katalüütiline mehhanism peamiselt aktiivse katte katalüütilise aktiivsuse parandamine, õhu-kütuse suhte ja katalüüsi automaatne reguleerimine ning kandja termilise stabiilsuse ja mehaanilise tugevuse parandamine.