Antecedents i situació general
Elements de terres raressón el tauler de terra de l'escandi IIIB, l'itri i el lantà a la taula periòdica. Hi ha 17 elements. Les terres rares tenen propietats físiques i químiques úniques i s'han utilitzat àmpliament en la indústria, l'agricultura i altres camps. La puresa dels compostos de terres rares determina directament les propietats especials dels materials. La diferent puresa dels materials de terres rares pot produir materials ceràmics, materials fluorescents i materials electrònics amb diferents requisits de rendiment. Actualment, amb el desenvolupament de la tecnologia d'extracció de terres rares, els compostos nets de terres rares presenten una bona perspectiva de mercat, i la preparació de materials de terres rares d'alt rendiment planteja requisits més alts per a compostos nets de terres rares. El compost de ceri té una àmplia gamma d'usos, i el seu efecte en la majoria d'aplicacions està relacionat amb la seva puresa, propietats físiques i contingut d'impureses. En la distribució d'elements de terres rares, el ceri representa aproximadament el 50% dels recursos de terres rares lleugeres. Amb l'aplicació creixent de ceri d'alta puresa, el requisit de l'índex de contingut de terres no rares per als compostos de ceri és cada cop més alt.Òxid de ceriés òxid cèric, el número CAS és 1306-38-3, la fórmula molecular és CeO2, pes molecular: 172,11; L'òxid de ceri és l'òxid més estable de l'element de terres rares ceri. És un sòlid groc pàl·lid a temperatura ambient i es torna més fosc quan s'escalfa. L'òxid de ceri s'utilitza àmpliament en materials luminescents, catalitzadors, pols de poliment, protecció UV i altres aspectes a causa del seu excel·lent rendiment. En els darrers anys, ha despertat l'interès de molts investigadors. La preparació i el rendiment de l'òxid de ceri s'han convertit en un tema candent de recerca en els darrers anys.
Procés de producció
Mètode 1: Remeneu a temperatura ambient, afegiu una solució d'hidròxid de sodi de 5,0 mol/L a una solució de sulfat de ceri de 0,1 mol/L, ajusteu el valor del pH a un valor superior a 10 i es produeix la reacció de precipitació. El sediment es bomba, es renta diverses vegades amb aigua desionitzada i després s'asseca en un forn a 90 ℃ durant 24 hores. Després de moldre i filtrar (mida de partícula inferior a 0,1 mm), s'obté òxid de ceri i es col·loca en un lloc sec per a l'emmagatzematge hermètic. Mètode 2: Prenent clorur de ceri o nitrat de ceri com a matèries primeres, ajustant el valor del pH a 2 amb aigua amb amoníac, afegint oxalat per precipitar oxalat de ceri, després d'escalfar, curar, separar i rentar, assecar a 110 ℃ i després cremar fins a òxid de ceri a 900 ~ 1000 ℃. L'òxid de ceri es pot obtenir escalfant la barreja d'òxid de ceri i pols de carboni a 1250 ℃ en una atmosfera de monòxid de carboni.
Aplicació
L'òxid de ceri s'utilitza per a additius en la indústria del vidre, materials de mòlta de vidre en placa, i s'ha estès a la mòlta de vidres, lents òptiques, cinescopi, blanqueig, clarificació, vidre de radiació ultraviolada i l'absorció de cables electrònics, etc. També s'utilitza com a antireflectant per a lents d'ulleres, i el ceri s'utilitza per fer que el ceri titani sigui groc per fer que el vidre sigui groc clar. El front d'oxidació de terres rares té una certa influència en la cristal·lització i les propietats de la vitroceràmica en el sistema CaO-MgO-AI2O3-SiO2. Els resultats de la investigació mostren que l'addició d'un front d'oxidació adequat és beneficiosa per millorar l'efecte de clarificació del líquid de vidre, eliminar bombolles, fer que l'estructura del vidre sigui compacta i millorar les propietats mecàniques i la resistència als àlcalis dels materials. La quantitat òptima d'addició d'òxid de ceri és d'1,5, quan s'utilitza en esmalts ceràmics i indústria electrònica com a penetrant ceràmic piezoelèctric. També s'utilitza en la fabricació de catalitzadors d'alta activitat, cobertes incandescents de làmpades de gas, pantalles fluorescents de raigs X (principalment utilitzades en agents de polit de lents). La pols de poliment de ceri de terres rares s'utilitza àmpliament en càmeres, lents de càmera, tubs d'imatge de TELEVISIÓ, lents, etc. També es pot utilitzar a la indústria del vidre. L'òxid de ceri i el diòxid de titani es poden utilitzar junts per fer que el vidre sigui groc. L'òxid de ceri per a la decoloració del vidre té els avantatges d'un rendiment estable a alta temperatura, baix preu i sense absorció de llum visible. A més, l'òxid de ceri s'afegeix al vidre utilitzat en edificis i cotxes per reduir la transmitància de la llum ultraviolada. Per a la producció de materials luminescents de terres rares, l'òxid de ceri s'afegeix com a activador als fòsfors tricolors de terres rares utilitzats en els materials luminescents de les làmpades d'estalvi d'energia i els fòsfors utilitzats en indicadors i detectors de radiació. L'òxid de ceri també és una matèria primera per a la preparació del ceri metàl·lic. A més, en materials semiconductors, pigments d'alta qualitat i sensibilitzadors de vidre fotosensible, s'ha utilitzat àmpliament el purificador d'escapament d'automòbils. El catalitzador per a la purificació d'escapament d'automòbils es compon principalment d'un portador de ceràmica (o metall) de bresca i un recobriment activat superficialment. El recobriment activat consisteix en una gran àrea de triòxid gamma, una quantitat adequada d'òxids que estabilitzen la superfície i un metall amb activitat catalítica dispers dins del recobriment. Per tal de reduir la costosa dosi de Pt i Rh, augmentar la dosi de Pd és relativament barat, reduir el cost del catalitzador sense reduir els catalitzadors de purificació dels gasos d'escapament dels automòbils sota la premissa de diversos rendiments, s'utilitza habitualment Pt. Pd. L'activació del recobriment de catalitzador ternari de Rh, generalment un mètode d'immersió total per afegir una certa quantitat d'òxid de ceri i òxid de lantà, constitueix un efecte catalític de terres rares que és excel·lent. Catalitzador ternari de metalls preciosos. L'òxid de lantà i l'òxid de ceri es van utilitzar com a auxiliars per millorar el rendiment dels catalitzadors de metalls nobles suportats per ¦ A-alúmina. Segons la investigació, el mecanisme catalític de l'òxid de ceri i l'òxid de lantà és principalment millorar l'activitat catalítica del recobriment actiu, ajustar automàticament la relació aire-combustible i la catàlisi, i millorar l'estabilitat tèrmica i la resistència mecànica del portador.