செரியம் கார்பனேட்

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், கரிமத் தொகுப்பில் லந்தனைடு வினைப்பொருட்களின் பயன்பாடு மிக வேகமாக வளர்ச்சி கண்டுள்ளது. அவற்றுள், பல லந்தனைடு வினைப்பொருட்கள் கார்பன்-கார்பன் பிணைப்பு உருவாக்கும் வினையில் தெளிவான தேர்ந்தெடுத்த வினையூக்கத்தைக் கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது; அதே நேரத்தில், பல லந்தனைடு வினைப்பொருட்கள் கரிம ஆக்சிஜனேற்ற வினைகள் மற்றும் கரிம ஒடுக்க வினைகளில் வினைக்குழுக்களை மாற்றும் சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதும் கண்டறியப்பட்டது. அரிய மண் வேளாண் பயன்பாடு என்பது, சீன அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பப் பணியாளர்களால் பல ஆண்டுகால கடின உழைப்பிற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட, சீனத் தன்மைகளைக் கொண்ட ஒரு அறிவியல் ஆராய்ச்சிச் சாதனையாகும். மேலும் இது சீனாவில் விவசாய உற்பத்தியை அதிகரிப்பதற்கான ஒரு முக்கிய நடவடிக்கையாகத் தீவிரமாக ஊக்குவிக்கப்பட்டு வருகிறது. அரிய மண் கார்பனேட் அமிலத்தில் எளிதில் கரைந்து அதற்கேற்ற உப்புகளையும் கார்பன் டை ஆக்சைடையும் உருவாக்குகிறது. இது எதிர்மின் அயனி அசுத்தங்களை அறிமுகப்படுத்தாமல் பல்வேறு அரிய மண் உப்புகள் மற்றும் சேர்மங்களின் தொகுப்பில் வசதியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, இது நைட்ரிக் அமிலம், ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம், பெர்குளோரிக் அமிலம் மற்றும் சல்பூரிக் அமிலம் போன்ற வலிமையான அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து நீரில் கரையக்கூடிய உப்புகளை உருவாக்கும். பாஸ்போரிக் அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிந்து, கரையாத அரிய மண் பாஸ்பேட்டுகள் மற்றும் ஃப்ளூரைடுகளாக மாற்றப்படுகின்றன. பல கரிம அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து, அதற்கேற்ற அரிய மண் கரிமச் சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன. கரைசலின் மதிப்பைப் பொறுத்து, அவை கரையக்கூடிய சிக்கலான நேர்மின் அயனிகளாகவோ அல்லது சிக்கலான எதிர்மின் அயனிகளாகவோ இருக்கலாம், அல்லது குறைவாகக் கரையக்கூடிய நடுநிலைச் சேர்மங்கள் வீழ்படிவாகின்றன. மறுபுறம், அரிய மண் கார்பனேட்டை வெப்பமூட்டுதல் மூலம் அதற்கேற்ற ஆக்சைடுகளாகச் சிதைக்க முடியும், அவற்றை பல புதிய அரிய மண் பொருட்களைத் தயாரிப்பதில் நேரடியாகப் பயன்படுத்தலாம். தற்போது, ​​சீனாவில் அரிய மண் கார்பனேட்டின் ஆண்டு உற்பத்தி 10,000 டன்களுக்கும் அதிகமாக உள்ளது, இது அனைத்து அரிய மண் பொருட்களிலும் கால் பங்கிற்கும் மேலாகும். இது, அரிய மண் தொழில்துறையின் வளர்ச்சியில் அரிய மண் கார்பனேட்டின் தொழில்துறை உற்பத்தியும் பயன்பாடும் மிக முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

சீரியம் கார்பனேட் என்பது C3Ce2O9 என்ற வேதியியல் வாய்ப்பாடு, 460 என்ற மூலக்கூறு எடை, -7.40530 என்ற logP மதிப்பு, 198.80000 என்ற PSA மதிப்பு, 760 mmHg அழுத்தத்தில் 333.6ºC என்ற கொதிநிலை மற்றும் 169.8ºC என்ற தீப்பற்றுநிலை ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒரு கனிமச் சேர்மமாகும். அரிமண் தனிமங்களின் தொழில்துறை உற்பத்தியில், பல்வேறு சீரியம் உப்புகள் மற்றும் சீரியம் ஆக்சைடு போன்ற பலவிதமான சீரியம் தயாரிப்புகளைத் தயாரிப்பதற்கான ஒரு இடைநிலை மூலப்பொருளாக சீரியம் கார்பனேட் விளங்குகிறது. இது பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருப்பதுடன், ஒரு முக்கியமான இலகு அரிமண் தயாரிப்பாகவும் திகழ்கிறது. நீரேற்றப்பட்ட சீரியம் கார்பனேட் படிகம் ஒரு லந்தனைட் வகை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதன் SEM புகைப்படம், நீரேற்றப்பட்ட சீரியம் கார்பனேட் படிகத்தின் அடிப்படை வடிவம் செதில் போன்றது என்பதைக் காட்டுகிறது. மேலும், அந்த செதில்கள் பலவீனமான இடைவினைகளால் ஒன்றாகப் பிணைந்து ஒரு இதழ் போன்ற அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. இந்த அமைப்பு தளர்வாக இருப்பதால், இயந்திர விசையின் செயல்பாட்டின் கீழ் இது எளிதில் சிறு துண்டுகளாகப் பிளவுபடுகிறது. தற்போது தொழில்துறையில் வழக்கமாக உற்பத்தி செய்யப்படும் சீரியம் கார்பனேட், உலர்த்திய பிறகு மொத்த அரிய புவி தனிமங்களில் 42-46% மட்டுமே கொண்டுள்ளது, இது சீரியம் கார்பனேட்டின் உற்பத்தித் திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

குறைந்த நீர் நுகர்வு, நிலையான தரம் கொண்ட இந்த வகையிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் சீரியம் கார்பனேட்டை உலர்த்தவோ அல்லது மையவிலக்கு உலர்த்தலுக்குப் பிறகு உலர்த்தவோ தேவையில்லை. மேலும், இதில் உள்ள அரிய புவித் தனிமங்களின் மொத்த அளவு 72% முதல் 74% வரை இருக்கும். அதிக அளவு அரிய புவித் தனிமங்களைக் கொண்ட சீரியம் கார்பனேட்டைத் தயாரிப்பதற்கான இந்த செயல்முறை எளிமையானது மற்றும் இது ஒரு ஒற்றை-படி செயல்முறையாகும். பின்வரும் தொழில்நுட்பத் திட்டம் பின்பற்றப்படுகிறது: அதிக அளவு அரிய புவித் தனிமங்களைக் கொண்ட சீரியம் கார்பனேட்டைத் தயாரிக்க ஒரு-படி முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதாவது, CeO240-90g/L நிறைச் செறிவு கொண்ட சீரியம் ஊட்டக் கரைசல் 95°C முதல் 105°C வரை சூடுபடுத்தப்படுகிறது. பின்னர், சீரியம் கார்பனேட்டை வீழ்படிவாக்குவதற்காக, தொடர்ந்து கிளறப்பட்ட நிலையில் அம்மோனியம் பைகார்பனேட் சேர்க்கப்படுகிறது. ஊட்டத் திரவத்தின் pH மதிப்பு இறுதியாக 6.3 முதல் 6.5 வரை சரிசெய்யப்படும் வகையில் அம்மோனியம் பைகார்பனேட்டின் அளவு சரிசெய்யப்படுகிறது. மேலும், ஊட்டத் திரவம் தொட்டியிலிருந்து வெளியேறாதவாறு சேர்க்கும் விகிதம் பொருத்தமானதாக இருக்க வேண்டும். சீரியம் ஊட்டக் கரைசலானது, சீரியம் குளோரைடு நீர்க்கரைசல், சீரியம் சல்பேட் நீர்க்கரைசல் அல்லது சீரியம் நைட்ரேட் நீர்க்கரைசல் ஆகியவற்றில் குறைந்தபட்சம் ஒன்றாகும். அர்பன்மைன்ஸ் டெக். கோ., லிமிடெட் நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுக் குழு, திட அம்மோனியம் பைகார்பனேட் அல்லது நீர்க்கரைசல் அம்மோனியம் பைகார்பனேட்டைச் சேர்ப்பதன் மூலம் ஒரு புதிய தொகுப்பு முறையைப் பின்பற்றுகிறது.

சீரியம் கார்பனேட்டைப் பயன்படுத்தி சீரியம் ஆக்சைடு, சீரியம் டை ஆக்சைடு மற்றும் பிற நானோபொருட்களைத் தயாரிக்கலாம். அவற்றின் பயன்பாடுகளும் எடுத்துக்காட்டுகளும் பின்வருமாறு:

1. புற ஊதாக் கதிர்களையும், கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியின் மஞ்சள் பகுதியையும் வலுவாக உறிஞ்சக்கூடிய, கண்ணைப் பறிக்காத ஊதா நிறக் கண்ணாடி. சாதாரண சோடா-சுண்ணாம்பு-சிலிக்கா மிதவைக் கண்ணாடியின் கலவையின் அடிப்படையில், இது பின்வரும் மூலப்பொருட்களை எடை சதவீதங்களில் கொண்டுள்ளது: சிலிக்கா 72~82%, சோடியம் ஆக்சைடு 6~15%, கால்சியம் ஆக்சைடு 4~13%, மெக்னீசியம் ஆக்சைடு 2~8%, அலுமினா 0~3%, இரும்பு ஆக்சைடு 0.05~0.3%, சீரியம் கார்பனேட் 0.1~3%, நியோடைமியம் கார்பனேட் 0.4~1.2%, மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு 0.5~3%. 4 மிமீ தடிமன் கொண்ட இந்தக் கண்ணாடியானது, 80%-க்கும் அதிகமான கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி ஊடுருவலையும், 15%-க்கும் குறைவான புற ஊதா ஒளி ஊடுருவலையும், மற்றும் 568-590 நானோமீட்டர் அலைநீளங்களில் 15%-க்கும் குறைவான ஊடுருவலையும் கொண்டுள்ளது.

2. ஒரு அகவெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு வண்ணப்பூச்சு, இது ஒரு நிரப்பி மற்றும் ஒரு படலம் உருவாக்கும் பொருளைக் கலப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் அந்த நிரப்பியானது பின்வரும் மூலப்பொருட்களை எடைப் பங்குகளில் கலப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது: 20 முதல் 35 பங்குகள் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு, மற்றும் 8 முதல் 20 பங்குகள் அலுமினியம் ஆக்சைடு, 4 முதல் 10 பங்குகள் டைட்டேனியம் ஆக்சைடு, 4 முதல் 10 பங்குகள் சிர்கோனியா, 1 முதல் 5 பங்குகள் துத்தநாக ஆக்சைடு, 1 முதல் 5 பங்குகள் மெக்னீசியம் ஆக்சைடு, 0.8 முதல் 5 பங்குகள் சிலிக்கான் கார்பைடு, 0.02 முதல் 0.5 பங்குகள் இட்ரியம் ஆக்சைடு, மற்றும் 0.01 முதல் 1.5 பங்குகள் குரோமியம் ஆக்சைடு, 0.01-1.5 பங்குகள் கயோலின், 0.01-1.5 பங்குகள் அரிய மண் பொருட்கள், 0.8-5 பங்குகள் கார்பன் பிளாக், ஒவ்வொரு மூலப்பொருளின் துகள் அளவு 1-5 μm ஆகும்; இதில், அரிய மண் பொருட்களில் 0.01-1.5 பங்கு லாந்தனம் கார்பனேட், 0.01-1.5 பங்கு சீரியம் கார்பனேட், 1.5 பங்கு பிரசியோடைமியம் கார்பனேட், 0.01 முதல் 1.5 பங்கு பிரசியோடைமியம் கார்பனேட், 0.01 முதல் 1.5 பங்கு நியோடைமியம் கார்பனேட் மற்றும் 0.01 முதல் 1.5 பங்கு புரோமெத்தியம் நைட்ரேட் ஆகியவை அடங்கும்; படலம் உருவாக்கும் பொருள் பொட்டாசியம் சோடியம் கார்பனேட் ஆகும்; பொட்டாசியம் சோடியம் கார்பனேட், சம எடையுள்ள பொட்டாசியம் கார்பனேட் மற்றும் சோடியம் கார்பனேட்டுடன் கலக்கப்படுகிறது. நிரப்பி மற்றும் படலம் உருவாக்கும் பொருளின் எடை கலப்பு விகிதம் 2.5:7.5, 3.8:6.2 அல்லது 4.8:5.2 ஆகும். மேலும், ஒரு வகையான வெப்பம் உறிஞ்சும் ஆற்றல் சேமிப்பு வண்ணப்பூச்சு தயாரிப்பு முறையானது பின்வரும் படிகளைக் கொண்டிருப்பதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது:

படி 1, நிரப்பியைத் தயாரித்தல், முதலில் 20-35 பங்கு சிலிக்கா, 8-20 பங்கு அலுமினா, 4-10 பங்கு டைட்டானியம் ஆக்சைடு, 4-10 பங்கு சிர்கோனியா, மற்றும் 1-5 பங்கு துத்தநாக ஆக்சைடு ஆகியவற்றை எடையின் அடிப்படையில் எடுத்து, 1 முதல் 5 பங்கு மெக்னீசியம் ஆக்சைடு, 0.8 முதல் 5 பங்கு சிலிக்கான் கார்பைடு, 0.02 முதல் 0.5 பங்கு இட்ரியம் ஆக்சைடு, 0.01 முதல் 1.5 பங்கு குரோமியம் ட்ரையோக்ஸைடு, 0.01 முதல் 1.5 பங்கு கயோலின், 0.01 முதல் 1.5 பங்கு அரிய மண் பொருட்கள், மற்றும் 0.8 முதல் 5 பங்கு கார்பன் பிளாக் ஆகியவற்றைச் சேர்த்து, பின்னர் ஒரு கலக்கியில் சீராகக் கலந்து நிரப்பியைப் பெறவும்; இதில், அரிய மண் பொருளானது 0.01-1.5 பாகங்கள் லாந்தனம் கார்பனேட், 0.01-1.5 பாகங்கள் சீரியம் கார்பனேட், 0.01-1.5 பாகங்கள் பிரசியோடைமியம் கார்பனேட், 0.01-1.5 பாகங்கள் நியோடைமியம் கார்பனேட் மற்றும் 0.01～1.5 பாகங்கள் புரோமெத்தியம் நைட்ரேட் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியுள்ளது;

படி 2, படலம் உருவாக்கும் பொருளைத் தயாரித்தல், படலம் உருவாக்கும் பொருள் சோடியம் பொட்டாசியம் கார்பனேட் ஆகும்; முதலில் பொட்டாசியம் கார்பனேட் மற்றும் சோடியம் கார்பனேட் ஆகியவற்றைத் தனித்தனியாக எடைபோட்டு, பின்னர் அவற்றைச் சீராகக் கலந்து படலம் உருவாக்கும் பொருளைப் பெற வேண்டும்; சோடியம் பொட்டாசியம் கார்பனேட் என்பது சம எடையுள்ள பொட்டாசியம் கார்பனேட் மற்றும் சோடியம் கார்பனேட் கலக்கப்படுவதாகும்.

படி 3-இல், நிரப்பி மற்றும் படலப் பொருளின் எடைவாரியான கலப்பு விகிதம் 2.5: 7.5, 3.8: 6.2 அல்லது 4.8: 5.2 ஆகும், மேலும் அந்தக் கலவையானது சீராகக் கலக்கப்பட்டு பரப்பப்பட்டு ஒரு கலவை பெறப்படுகிறது;

படி 4-ல், அந்தக் கலவையானது 6-8 மணி நேரம் பந்து அரைப்பான் மூலம் அரைக்கப்படுகிறது, பின்னர் அது 1-5 μm கண்ணளவு கொண்ட ஒரு சல்லடை வழியாகச் சலித்தெடுக்கப்பட்டு, இறுதித் தயாரிப்பு பெறப்படுகிறது.

3. மிக நுண்ணிய செரியம் ஆக்சைடு தயாரித்தல்: நீரேற்றப்பட்ட செரியம் கார்பனேட்டை முன்னோடியாகப் பயன்படுத்தி, 3 μm-க்கும் குறைவான சராசரி துகள் அளவு கொண்ட மிக நுண்ணிய செரியம் ஆக்சைடு, நேரடி பந்து அரைத்தல் மற்றும் சுட்டெரித்தல் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது. பெறப்பட்ட பொருட்கள் அனைத்தும் கனசதுர ஃபுளோரைட் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. சுட்டெரிக்கும் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​பொருட்களின் துகள் அளவு குறைகிறது, துகள் அளவுப் பரவல் குறுகலாகிறது மற்றும் படிகத்தன்மை அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், மூன்று வெவ்வேறு கண்ணாடிகளின் மெருகூட்டும் திறன் 900℃ மற்றும் 1000℃-க்கு இடையில் ஒரு உச்சபட்ச மதிப்பைக் காட்டியது. எனவே, மெருகூட்டும் செயல்முறையின் போது கண்ணாடி மேற்பரப்புப் பொருட்களை அகற்றும் விகிதமானது, மெருகூட்டும் தூளின் துகள் அளவு, படிகத்தன்மை மற்றும் மேற்பரப்புச் செயல்பாடு ஆகியவற்றால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது என்று நம்பப்படுகிறது.