Baggrund og generel situation
Sjældne jordarterEr gulvpladen af IIIB scandium, yttrium og lanthan i det periodiske system. Der er 17 grundstoffer. Sjældne jordarter har unikke fysiske og kemiske egenskaber og har været meget anvendt i industri, landbrug og andre områder. Renheden af sjældne jordartsforbindelser bestemmer direkte materialernes særlige egenskaber. Forskellig renhed af sjældne jordartsmaterialer kan producere keramiske materialer, fluorescerende materialer og elektroniske materialer med forskellige ydeevnekrav. I øjeblikket, med udviklingen af sjældne jordartsudvindingsteknologi, præsenterer rene sjældne jordartsforbindelser et godt markedsperspektiv, og fremstillingen af højtydende sjældne jordartsmaterialer stiller højere krav til rene sjældne jordartsforbindelser. Ceriumforbindelse har en bred vifte af anvendelser, og dens effekt i de fleste anvendelser er relateret til dens renhed, fysiske egenskaber og urenhedsindhold. I fordelingen af sjældne jordarter tegner cerium sig for omkring 50% af lette sjældne jordartsressourcer. Med den stigende anvendelse af cerium med høj renhed er kravet til ikke-sjældne jordartsindholdsindeks for ceriumforbindelser højere og højere.Ceriumoxider ceriumoxid, CAS-nummer er 1306-38-3, molekylformel er CeO2, molekylvægt: 172,11; Ceriumoxid er det mest stabile oxid af det sjældne jordelement cerium. Det er et lysegult fast stof ved stuetemperatur og bliver mørkere ved opvarmning. Ceriumoxid anvendes i vid udstrækning i selvlysende materialer, katalysatorer, polerpulver, UV-afskærmning og andre aspekter på grund af dets fremragende ydeevne. I de senere år har det vakt interesse hos mange forskere. Fremstillingen og ydeevnen af ceriumoxid er blevet et hotspot i forskningen i de senere år.
Produktionsproces
Metode 1: Rør ved stuetemperatur, tilsæt natriumhydroxidopløsning på 5,0 mol/l til ceriumsulfatopløsning på 0,1 mol/l, juster pH-værdien til at være større end 10, og udfældningsreaktionen finder sted. Sedimentet pumpes, vaskes flere gange med deioniseret vand og tørres derefter i en 90℃ varm ovn i 24 timer. Efter formaling og filtrering (partikelstørrelse mindre end 0,1 mm) opnås ceriumoxid, som opbevares tørt og lukket. Metode 2: Brug ceriumchlorid eller ceriumnitrat som råmateriale, juster pH-værdien til 2 med ammoniakvand, tilsæt oxalat for at udfælde ceriumoxalat, efter opvarmning, hærdning, separation og vask, tørres ved 110℃ og brændes derefter til ceriumoxid ved 900 ~ 1000℃. Ceriumoxid kan opnås ved at opvarme blandingen af ceriumoxid og kulstofpulver til 1250℃ i en atmosfære af kulilte.
Anvendelse
Ceriumoxid bruges til tilsætningsstoffer i glasindustrien, materialer til slibning af pladeglas og er blevet udvidet til at omfatte slibning af glas, optiske linser, kineskoper, blegning, klaring, ultraviolet stråling af glas og absorption af elektroniske ledninger osv. Det bruges også som antireflektor til brillinser, og cerium bruges til at gøre cerium titanium gult for at gøre glasset lysegult. Oxidationsfronten af sjældne jordarter har en vis indflydelse på krystallisationen og egenskaberne af glaskeramik i CaO-MgO-AI2O3-SiO2-systemet. Forskningsresultaterne viser, at tilsætning af en passende oxidationsfront er gavnlig for at forbedre klaringseffekten af glasvæsken, eliminere bobler, gøre glasstrukturen kompakt og forbedre materialernes mekaniske egenskaber og alkaliresistens. Den optimale tilsætningsmængde af ceriumoxid er 1,5, når det anvendes i keramisk glasur og elektronikindustrien som et piezoelektrisk keramisk penetreringsmiddel. Det bruges også til fremstilling af højaktive katalysatorer, glødelampedæksler til gaslamper, røntgenlysstofskærme (hovedsageligt brugt i linsepoleringsmiddel). Sjældne jordarters cerium-poleringspulver bruges i vid udstrækning i kameraer, kameralinser, TV-billedrør, linser osv. Det kan også bruges i glasindustrien. Ceriumoxid og titandioxid kan bruges sammen til at gøre glas gult. Ceriumoxid til affarvning af glas har fordelene ved stabil ydeevne ved høj temperatur, lav pris og ingen absorption af synligt lys. Derudover tilsættes ceriumoxid til glas, der anvendes i bygninger og biler, for at reducere transmittansen af ultraviolet lys. Til produktion af sjældne jordarters luminescerende materialer tilsættes ceriumoxid som aktivator i de sjældne jordarters trefarvede fosforstoffer, der anvendes i de luminescerende materialer i energibesparende lamper og fosforstoffer, der anvendes i indikatorer og strålingsdetektorer. Ceriumoxid er også et råmateriale til fremstilling af metallet cerium. Derudover er biludstødningsrenser blevet brugt i vid udstrækning i halvledermaterialer, højkvalitetspigmenter og lysfølsomme glassensibilisatorer. Katalysatoren til rensning af biludstødning består hovedsageligt af bikageformet keramisk (eller metal) bærer og overfladeaktiveret belægning. Den aktiverede belægning består af et stort område af gamma-trioxid, en passende mængde oxider, der stabiliserer overfladearealet, og et metal med katalytisk aktivitet dispergeret i belægningen. For at reducere den dyre Pt- og Rh-dosering er det relativt billigt at øge Pd-doseringen, reducere omkostningerne ved katalysator uden at reducere biludstødningsrensningskatalysatorer under forudsætning af forskellige ydeevner. Almindeligt anvendt Pt. Pd. Aktivering af Rh-ternær katalysatorbelægning, normalt en total nedsænkningsmetode for at tilsætte en vis mængde ceriumoxid og lanthanoxid, giver en fremragende katalytisk effekt af sjældne jordarter. Ternær ædelmetalkatalysator. Lanthanoxid og ceriumoxid blev brugt som hjælpestoffer for at forbedre ydeevnen af A-aluminiumoxid-understøttede ædelmetalkatalysatorer. Ifølge forskningen er den katalytiske mekanisme for ceriumoxid og lanthanoxid primært at forbedre den katalytiske aktivitet af den aktive belægning, automatisk justere luft-brændstofforholdet og katalysen og forbedre bærerens termiske stabilitet og mekaniske styrke.