Aurrekariak eta egoera orokorra
Lur arraroen elementuakIIIB eskandio, itrio eta lantanoaren oinarria dira taula periodikoan. 17 elementu daude. Lur arraroek propietate fisiko eta kimiko bereziak dituzte eta oso erabiliak izan dira industrian, nekazaritzan eta beste arlo batzuetan. Lur arraroen konposatuen purutasunak zuzenean zehazten ditu materialen propietate bereziak. Lur arraroen materialen purutasun desberdinak zeramikazko materialak, material fluoreszenteak eta errendimendu-eskakizun desberdinak dituzten material elektronikoak ekoiz ditzake. Gaur egun, lur arraroen erauzketa-teknologiaren garapenarekin, lur arraroen konposatu garbiek merkatu-perspektiba ona eskaintzen dute, eta errendimendu handiko lur arraroen materialak prestatzeak lur arraroen konposatu garbien eskakizun handiagoak eskatzen ditu. Zerio konposatuak erabilera ugari ditu, eta aplikazio gehienetan duen eragina bere purutasunarekin, propietate fisikoekin eta ezpurutasun-edukiarekin lotuta dago. Lur arraroen elementuen banaketan, zerioak lur arraro arinen baliabideen % 50 inguru hartzen du. Purutasun handiko zerioaren aplikazioa gero eta handiagoa den heinean, zerio konposatuen lur ez-arraroen edukiaren indizearen eskakizuna gero eta handiagoa da.Zerio oxidoaZerio oxidoa da, CAS zenbakia 1306-38-3, formula molekularra CeO2, pisu molekularra: 172.11; Zerio oxidoa zerio elementu arraroen oxido egonkorrena da. Giro-tenperaturan solido hori zurbila da eta berotzean ilundu egiten da. Zerio oxidoa asko erabiltzen da material lumineszenteetan, katalizatzaileetan, leuntzeko hautsetan, UV babesetan eta beste alderdi batzuetan, bere errendimendu bikainagatik. Azken urteotan, ikertzaile askoren interesa piztu du. Zerio oxidoaren prestaketa eta errendimendua ikerketa-gune bihurtu dira azken urteotan.
Ekoizpen Prozesua
1. metodoa: Giro-tenperaturan irabiatu, 5.0 mol/L-ko sodio hidroxido disoluzioa gehitu 0.1 mol/L-ko zerio sulfato disoluzioari, pH balioa 10etik gorakoa izan dadin doitu, eta prezipitazio erreakzioa gertatu da. Sedimentua ponpatu, hainbat aldiz garbitu ur desionizatuarekin eta ondoren 90 ℃-ko labean lehortu da 24 orduz. Ehotu eta iragazi ondoren (0.1 mm baino gutxiagoko partikula tamaina), zerio oxidoa lortu eta leku lehor batean gorde da zigilatuta egoteko. 2. metodoa: Zerio kloruroa edo zerio nitratoa lehengai gisa hartu, pH balioa 2ra egokitu amoniako urarekin, oxalatoa gehitu zerio oxalatoa hauspeatzeko, berotu, sendatu, bereizi eta garbitu ondoren, 110 ℃-tan lehortu eta ondoren zerio oxidoa 900 ~ 1000 ℃-tan erre. Zerio oxidoa zerio oxidoaren eta karbono hautsaren nahasketa 1250 ℃-tan berotuz lor daiteke karbono monoxidoaren atmosferan.
Aplikazioa
Zerio oxidoa beira-industrian, beira plaka ehotzeko materialetan erabiltzen da, eta beira ehotzeko, lente optikoetan, kineskopioetan, zuritzean, argitzean, erradiazio ultramorearen beira eta hari elektronikoen xurgapenean eta abarretara zabaldu da. Betaurrekoen lenteen antirreflektore gisa ere erabiltzen da, eta zerioa zerio titanio horia egiteko erabiltzen da beira hori argia izan dadin. Lur arraroen oxidazio-fronteak eragin handia du beira-zeramiken kristalizazioan eta propietateetan CaO-MgO-AI2O3-SiO2 sisteman. Ikerketaren emaitzek erakusten dute oxidazio-fronte egoki bat gehitzea onuragarria dela beira-likidoaren argitze-efektua hobetzeko, burbuilak ezabatzeko, beira-egitura trinkotzeko eta materialen propietate mekanikoak eta alkali-erresistentzia hobetzeko. Zerio oxidoaren gehikuntza-kantitate optimoa 1,5 da, zeramikazko esmalteetan eta industria elektronikoan zeramika piezoelektriko sarkor gisa erabiltzen denean. Jarduera handiko katalizatzaileen, gas-lanparen goritasun-estalkien eta X izpien fluoreszentzia-pantailen fabrikazioan ere erabiltzen da (batez ere lenteen leuntzeko agente gisa erabiltzen da). Lur arraroen zerio leuntzeko hautsa oso erabilia da kameretan, kamera lenteetan, TELEBISTAKO irudi-hodietan, lenteetan eta abarretan. Beira-industrian ere erabil daiteke. Zerio oxidoa eta titanio dioxidoa elkarrekin erabil daitezke beira horia egiteko. Beira deskoloratzeko zerio oxidoak abantaila hauek ditu: tenperatura altuan errendimendu egonkorra, prezio baxua eta argi ikusgaia ez xurgatzea. Gainera, zerio oxidoa eraikinetan eta autoetan erabiltzen den beirari gehitzen zaio argi ultramorearen transmitantzia murrizteko. Lur arraroen material lumineszenteak ekoizteko, zerio oxidoa aktibatzaile gisa gehitzen da energia aurrezteko lanparetako material lumineszenteetan eta adierazleetan eta erradiazio-detektagailuetan erabiltzen diren hiru koloreko fosforoetan erabiltzen diren lur arraroetan. Zerio oxidoa ere zerio metalikoa prestatzeko lehengaia da. Horrez gain, material erdieroaleetan, kalitate handiko pigmentuetan eta beira fotosentikorreko sentikortzaileetan, automobilen ihes-arazgailua asko erabili da. Automobilen ihes-arazgailurako katalizatzailea batez ere ezti-orratz zeramikoz (edo metalezko) euskarriz eta gainazalean aktibatutako estalduraz osatuta dago. Aktibatutako estaldurak gamma-trioxido eremu handi bat, gainazala egonkortzen duten oxido kopuru egoki bat eta estalduraren barruan barreiatutako jarduera katalitikoa duen metal bat ditu. Pt eta Rh dosi garestiak murrizteko, Pd dosia handitzea nahiko merkea da, katalizatzailearen kostua murrizten da automobilen ihes-gasen arazketa katalizatzaileak murriztu gabe, errendimendu desberdinen premisan, normalean Pt. Pd erabiltzen dena. Rh katalizatzaile ternarioaren estalduraren aktibazioa, normalean zerio oxido eta lantano oxido kopuru jakin bat gehitzeko murgiltze osoko metodo bat, lur arraroen efektu katalitiko bikaina sortzen du. Metal preziatuen katalizatzaile ternarioa. Lantano oxidoa eta zerio oxidoa laguntzaile gisa erabili ziren ¦ A-Alumina euskarridun metal nobleen katalizatzaileen errendimendua hobetzeko. Ikerketaren arabera, zerio oxidoaren eta lantano oxidoaren mekanismo katalitikoa batez ere estaldura aktiboaren jarduera katalitikoa hobetzea, aire-erregai erlazioa eta katalizazioa automatikoki doitzea eta garraiatzailearen egonkortasun termikoa eta erresistentzia mekanikoa hobetzea da.