6

Цериум карбонат

Во последниве години, примената на лантанидните реагенси во органската синтеза е развиена со скокови. Меѓу нив, многу лантанидни реагенси имаат очигледна селективна катализа во реакцијата на формирање на врски јаглерод-јаглерод; во исто време, многу лантанидни реагенси имаат одлични карактеристики во реакциите на органска оксидација и реакциите на органска редукција за претворање на функционалните групи. Употребата на ретки земјени материи во земјоделството е научно-истражувачко достигнување со кинески карактеристики добиени од кинески научни и технолошки работници по години напорна работа и енергично се промовира како важна мерка за зголемување на земјоделското производство во Кина. Карбонатот на ретки земјени материи е лесно растворлив во киселина за да формира соодветни соли и јаглерод диоксид, што може практично да се користи во синтезата на разни соли на ретки земјени материи и комплекси без внесување анјонски нечистотии. На пример, може да реагира со силни киселини како што се азотна киселина, хлороводородна киселина, азотна киселина, перхлорна киселина и сулфурна киселина за да формира соли растворливи во вода. Реагира со фосфорна киселина и флуороводородна киселина за да се претвори во нерастворливи фосфати и флуориди на ретки земјени материи. Реагира со многу органски киселини за да формира соодветни органски соединенија на ретки земјени материи. Тие можат да бидат растворливи комплексни катјони или комплексни анјони, или помалку растворливи неутрални соединенија се таложат во зависност од вредноста на растворот. Од друга страна, карбонатот на ретки земи може да се разложи на соодветни оксиди со калцинација, што може директно да се користи во подготовката на многу нови материјали од ретки земи. Во моментов, годишното производство на карбонат на ретки земи во Кина е повеќе од 10.000 тони, што претставува повеќе од една четвртина од сите производи од ретки земи, што укажува дека индустриското производство и примена на карбонат на ретки земи игра многу важна улога во развојот на индустријата за ретки земи.

Цериум карбонатот е неорганско соединение со хемиска формула C3Ce2O9, молекуларна тежина од 460, logP од -7,40530, PSA од 198,80000, точка на вриење од 333,6ºC на 760 mmHg и точка на палење од 169,8ºC. Во индустриското производство на ретки земни елементи, цериум карбонатот е средна суровина за подготовка на разни цериумски производи, како што се разни цериумски соли и цериум оксид. Има широк спектар на употреба и е важен лесен производ на ретки земни елементи. Хидрираниот кристал на цериум карбонат има структура од типот на лантанит, а неговата SEM фотографија покажува дека основниот облик на хидрираниот кристал на цериум карбонат е во форма на снегулки, а снегулките се врзани заедно со слаби интеракции за да формираат структура во форма на ливче, а структурата е лабава, па под дејство на механичка сила лесно се расцепува на мали фрагменти. Цериум карбонатот што конвенционално се произведува во индустријата моментално има само 42-46% од вкупните ретки земји по сушењето, што ја ограничува ефикасноста на производството на цериум карбонат.

Вид на ниска потрошувачка на вода, стабилен квалитет, произведениот цериум карбонат не треба да се суши или суши по центрифугално сушење, а вкупната количина на ретки земни елементи може да достигне 72% до 74%, а процесот е едноставен и претставува едночекорен процес за подготовка на цериум карбонат со голема вкупна количина на ретки земни елементи. Усвоена е следната техничка шема: се користи едночекорен метод за подготовка на цериум карбонат со голема вкупна количина на ретки земни елементи, односно растворот за полнење на цериум со масена концентрација од CeO240-90g/L се загрева на 95°C до 105°C, а амониум бикарбонат се додава под постојано мешање за да се таложи цериум карбонат. Количината на амониум бикарбонат се прилагодува така што pH вредноста на течноста за полнење конечно се прилагодува на 6,3 до 6,5, а брзината на додавање е соодветна така што течноста за полнење не истекува од садот. Растворот за полнење на цериум е барем еден од воден раствор на цериум хлорид, воден раствор на цериум сулфат или воден раствор на цериум нитрат. Тимот за истражување и развој на UrbanMines Tech. Co., Ltd. усвојува нов метод на синтеза со додавање на цврст амониум бикарбонат или воден раствор на амониум бикарбонат.

Цериум карбонатот може да се користи за подготовка на цериум оксид, цериум диоксид и други наноматеријали. Примените и примерите се следниве:

1. Виолетово стакло против отсјај кое силно ги апсорбира ултравиолетовите зраци и жолтиот дел од видливата светлина. Врз основа на составот на обичното сода-вар-силикатно флотационо стакло, тоа ги вклучува следните суровини во тежински проценти: силициум диоксид 72~82%, натриум оксид 6~15%, калциум оксид 4~13%, магнезиум оксид 2~8%, алуминиум оксид 0~3%, железен оксид 0,05~0,3%, цериум карбонат 0,1~3%, неодиум карбонат 0,4~1,2%, манган диоксид 0,5~3%. Стаклото со дебелина од 4 mm има пропустливост на видлива светлина поголема од 80%, пропустливост на ултравиолетово зрачење помала од 15% и пропустливост на бранови должини од 568-590 nm помала од 15%.

2. Ендотермна боја за заштеда на енергија, карактеризирана со тоа што се формира со мешање на полнач и материјал што формира филм, а полначот се формира со мешање на следниве суровини во делови по тежина: 20 до 35 делови силициум диоксид и 8 до 20 делови алуминиум оксид, 4 до 10 делови титаниум оксид, 4 до 10 делови циркониум, 1 до 5 делови цинк оксид, 1 до 5 делови магнезиум оксид, 0,8 до 5 делови силициум карбид, 0,02 до 0,5 делови итриум оксид и 0,01 до 1,5 делови хром оксид, 0,01-1,5 делови каолин, 0,01-1,5 делови ретки земни материјали, 0,8-5 делови јаглеродна црна, големината на честичките на секоја суровина е 1-5 μm; при што, ретките земни материјали вклучуваат 0,01-1,5 делови лантан карбонат, 0,01-1,5 делови цериум карбонат, 1,5 делови празеодиум карбонат, 0,01 до 1,5 делови празеодиум карбонат, 0,01 до 1,5 делови неодиум карбонат и 0,01 до 1,5 делови прометиум нитрат; материјалот што формира филм е калиум натриум карбонат; калиум натриум карбонатот се меша со иста тежина калиум карбонат и натриум карбонат. Односот на мешање на тежината на филер и материјалот што формира филм е 2,5:7,5, 3,8:6,2 или 4,8:5,2. Понатаму, еден вид метод на подготовка на ендотермна боја за заштеда на енергија се карактеризира со тоа што ги опфаќа следните чекори:

Чекор 1, подготовка на филер, прво се мерат 20-35 делови силициум диоксид, 8-20 делови алумина, 4-10 делови титаниум оксид, 4-10 делови циркониум оксид и 1-5 делови цинк оксид по тежина, 1 до 5 делови магнезиум оксид, 0,8 до 5 делови силициум карбид, 0,02 до 0,5 делови итриум оксид, 0,01 до 1,5 делови хром триоксид, 0,01 до 1,5 делови каолин, 0,01 до 1,5 делови ретки земни материјали и 0,8 до 5 делови саѓи, а потоа се рамномерно се меша во миксер за да се добие филер; при што, материјалот од ретки земни елементи вклучува 0,01-1,5 делови лантан карбонат, 0,01-1,5 делови цериум карбонат, 0,01-1,5 делови празеодиум карбонат, 0,01-1,5 делови неодиум карбонат и 0,01-1,5 делови прометиум нитрат;

Чекор 2, подготовка на материјалот што формира филм, материјалот што формира филм е натриум калиум карбонат; прво измерете ги калиум карбонатот и натриум карбонатот соодветно по тежина, а потоа измешајте ги рамномерно за да се добие материјалот што формира филм; натриум калиум карбонатот е со иста тежина на калиум карбонатот и натриум карбонатот;

Чекор 3, соодносот на мешање на филер и филмски материјал по тежина е 2,5: 7,5, 3,8: 6,2 или 4,8: ​​5,2, а смесата се меша и дисперзира рамномерно за да се добие смеса;

Во чекор 4, смесата се меле со топчеста мелечка маса 6-8 часа, а потоа готовиот производ се добива со минување низ сито, а мрежата на ситото е 1-5 μm.

3. Подготовка на ултрафин цериум оксид: Користејќи хидриран цериум карбонат како прекурсор, ултрафин цериум оксид со средна големина на честичките помала од 3 μm беше подготвен со директно топчесто мелење и калцинација. Добиените производи имаат кубна флуоритна структура. Со зголемување на температурата на калцинација, големината на честичките на производите се намалува, распределбата на големината на честичките станува потесна и кристалноста се зголемува. Сепак, способноста за полирање на три различни стакла покажа максимална вредност помеѓу 900℃ и 1000℃. Затоа, се верува дека стапката на отстранување на супстанциите од површината на стаклото за време на процесот на полирање е во голема мера под влијание на големината на честичките, кристалноста и површинската активност на прашокот за полирање.