செரியம் ஹைட்ராக்சைடு
சீரியம் ஹைட்ராக்சைடு பண்புகள்
| CAS எண். | 12014-56-1 |
| வேதியியல் சூத்திரம் | Ce(OH)4 |
| தோற்றம் | பிரகாசமான மஞ்சள் திடப்பொருள் |
| பிற நேர்மின் அயனிகள் | லந்தனம் ஹைட்ராக்சைடு பிரசியோடைமியம் ஹைட்ராக்சைடு |
| தொடர்புடைய சேர்மங்கள் | சீரியம்(III) ஹைட்ராக்சைடு சீரியம் டை ஆக்சைடு |
உயர் தூய்மை செரியம் ஹைட்ராக்சைடு விவரக்குறிப்பு
துகள் அளவு (D50) தேவைக்கேற்ப
| தூய்மை (CeO2) | 99.98% |
| TREO (மொத்த அரிய மண் ஆக்சைடுகள்) | 70.53% |
| RE அசுத்தங்கள் உள்ளடக்கம் | பிபிஎம் | REE அல்லாத அசுத்தங்கள் | பிபிஎம் |
| La2O3 | 80 | Fe | 10 |
| Pr6O11 | 50 | Ca | 22 |
| Nd2O3 | 10 | Zn | 5 |
| எஸ்எம்2ஓ3 | 10 | Cl⁻ | 29 |
| Eu2O3 | Nd | எஸ்/டிரியோ | 3000.00% |
| Gd2O3 | Nd | என்.டி.யு. | 14.60% |
| Tb4O7 | Nd | Ce⁴⁺/∑Ce | 99.50% |
| Dy2O3 | Nd | ||
| ஹோ2ஓ3 | Nd | ||
| Er2O3 | Nd | ||
| டிஎம்2ஓ3 | Nd | ||
| Yb2O3 | Nd | ||
| Lu2O3 | Nd | ||
| Y2O3 | 10 | ||
| 【பேக்கேஜிங்】25 கிலோ/பை. தேவைகள்: ஈரப்பதம் புகாத, தூசியற்ற, உலர்ந்த, காற்றோட்டமான மற்றும் சுத்தமான சூழல். | |||
சீரியம் ஹைட்ராக்சைடு எதற்குப் பயன்படுகிறது?
உலோகச் சேர்ம ஆராய்ச்சியில் ஒரு நிபுணர் என்ற முறையில், சீரியம் ஹைட்ராக்சைடின் (Ce(OH)₄) வேதியியல் பண்புகளை ஒருங்கிணைத்து, உயர் தொழில்நுட்ப மற்றும் தொழில்துறைத் துறைகளில் அதன் முக்கியப் பயன்பாடுகளை முறையாக விளக்குவதோடு, அதன் செயல்பாட்டு வழிமுறையையும் ஆழமாகப் பகுப்பாய்வு செய்வேன்:
1. பெட்ரோலிய சுத்திகரிப்பு: பாய்ம வினையூக்கப் பிளப்பு (FCC) வினையூக்கி மையச் சேர்க்கை
முக்கியப் பங்கு: FCC வினையூக்கிகளில் உள்ள மூலக்கூறு சல்லடைகளின் (Y-வகை ஸியோலைட் போன்றவை) ஒரு பன்முக மாற்றியாகச் செயல்படுவது.
செயல்பாட்டு முறை:
வெப்ப நிலைப்படுத்தி: Ce(OH)₄ ஆனது வறுப்பதன் மூலம் CeO₂ ஆக மாற்றப்பட்டு, "ஆக்ஸிஜன் வெற்றிட இடையக விளைவு" மூலம் ஸியோலைட் கட்டமைப்பு அலுமினியத்தை நிலைநிறுத்துகிறது, இதன்மூலம் உயர்-வெப்பநிலை மீளுருவாக்கம் (>700℃) நிலைமைகளின் கீழ் கட்டமைப்புச் சரிவைத் தடுக்கிறது.
உலோக செயலற்றதாக்கி: கச்சா எண்ணெயில் உள்ள Ni மற்றும் V போன்ற கன உலோகங்களைப் பிடித்து (CeNiO₃/CeV₂O₇-ஐ உருவாக்கி), அதன் வினையூக்கி வழி ஹைட்ரஜன் நீக்க வினையைத் தடுத்து, கோக்/ஹைட்ரஜன் விளைச்சலைக் குறைக்கிறது.
கந்தகப் பரிமாற்ற முகவர்: Ce³⁺/Ce⁴⁺ ஆக்சிஜன் ஒடுக்கச் சுழற்சியானது, SOₓ-ஐ புதுப்பிக்கத்தக்க சல்பேட்டாக மாற்றுவதை ஊக்குவித்து, புகை வாயு கந்தக வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கிறது (SOₓ → Ce₂(SO₄)₃).
தொழில்துறை மதிப்பு: வினையூக்கியின் ஆயுளை 15-30% வரை அதிகரித்தல், உயர் ஆக்டேன் பெட்ரோல் உற்பத்தியை அதிகரித்தல் மற்றும் மீளுருவாக்க ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைத்தல்.
2. வாகனப் புகை சுத்திகரிப்பு: மும்முனை வினையூக்கியின் (TWC) முக்கியக் கூறு
முக்கிய செயல்பாடு: வெப்பச் சிதைவின் மூலம் உருவாக்கப்படும் நானோ CeO₂-ZrO₂ திடக் கரைசல் (CZO), TWC-யின் ஆக்சிஜன் சேமிப்புப் பொருளாக (OSC) செயல்படுகிறது.
செயல்பாட்டு முறை:
இயக்க ஆக்சிஜன் இடையகமாக்கல்: Ce⁴⁺ + 2e⁻ ⇌ Ce³⁺ + ½O₂, இது எரிபொருள் பற்றாக்குறை/செறிவு நிலைகளில் ஆக்சிஜனை விரைவாக வெளியிடுகிறது/உள்ளீர்க்கிறது, மேலும் காற்று-எரிபொருள் விகித வரம்பை (λ≈1) விரிவுபடுத்துகிறது.
விலையுயர்ந்த உலோகப் பரவல் தாங்கி: அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பரப்பைக் கொண்ட CeO₂, Pt/Pd/Rh பரவலை மேம்படுத்துவதோடு, CO/HC ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் NOₓ ஒடுக்கச் செயல்பாட்டையும் அதிகரிக்கிறது.
மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மை: Zr⁴⁺ கலப்பானது CeO₂ உருகுவதைத் (>1000℃) தடுக்கிறது மற்றும் OSC-யின் ஆயுளைப் பராமரிக்கிறது.
செயல்திறன் குறிகாட்டிகள்: நவீன மொத்த மாசுபடுத்தி மாற்றத்தில் (TWC) 20-30% CZO பங்களிக்கிறது, மேலும் இது 99%-க்கும் அதிகமான மாசுபடுத்தி மாற்ற விகிதத்தை அடைகிறது.
3. துல்லியமான ஒளியியல் மெருகூட்டல்: உயர்தர மெருகூட்டும் தூள் முன்னோடி
முக்கிய செயல்முறை: அதிக செயல்திறன் மிக்க CeO₂ மெருகூட்டும் தூளைத் தயாரிக்க, Ce(OH)₄ வெப்பப்படுத்தப்பட்டு தரப்படுத்தப்படுகிறது.
செயல்பாட்டு முறை:
வேதியியல்-இயந்திரவியல் ஒருங்கிணைந்த மெருகேற்றம்: கண்ணாடியின் மேற்பரப்பில் உள்ள SiO₂ உடன் CeO₂ வினைபுரிந்து, எளிதில் அகற்றக்கூடிய Ce-O-Si பிணைப்புகளை உருவாக்குவதன் மூலம் இயந்திரவியல் சேதத்தைக் குறைக்கிறது.
நானோ அளவிலான வெட்டுதல்: ஒற்றைப் படிக/கோள வடிவ CeO₂ துகள்கள் (துகள் அளவு 50-500 நானோமீட்டர்) சப்-ஆங்ஸ்ட்ராம் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பை (Ra<0.5 நானோமீட்டர்) அடைகின்றன.
பயன்பாட்டுத் துறை:
குறைக்கடத்திகள்: சிலிக்கான் தகடுகள், நீலக்கல் அடித்தளம், CMP மெருகூட்டல்
காட்சிப் பலகைகள்: LCD/OLED கண்ணாடி அடித்தளங்கள், பாதுகாப்பு உறை
ஒளியியல் சாதனங்கள்: கேமரா லென்ஸ்கள், ஒளி அச்சுப் பதிப்பு இயந்திர லென்ஸ்கள்
4. சிறப்பு கண்ணாடி மற்றும் எனாமல்: செயல்பாட்டு மாற்றச் சேர்க்கைகள்
முக்கிய செயல்பாடுகள்:
புற ஊதா கதிர் தடுப்பு முகவர்: Ce⁴⁺ புற ஊதாப் பகுதியில் (200-350nm) வலுவாக உறிஞ்சி, உள்ளடக்கங்களைப் (மருந்து கண்ணாடி, கலை பேக்கேஜிங்) பாதுகாக்கிறது.
நிறமூட்டும் காரணி/வண்ணமூட்டி: TiO₂ உடன் இணைந்து பால் போன்ற விளைவை (பல் எனாமல்) உருவாக்குகிறது; மஞ்சள் நிறத்தை சரிசெய்ய Ce³⁺/Ce⁴⁺ விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது (Ce³⁺: நீல ஒளி உறிஞ்சுதல்; Ce⁴⁺: மஞ்சள் ஒளி உறிஞ்சுதல்).
கதிர்வீச்சு-எதிர்ப்பு கண்ணாடி: Ce³⁺, எக்ஸ்-கதிர்களால் உருவாக்கப்படும் எலக்ட்ரான்-துளை இணைகளை ஈர்த்து, கண்ணாடியின் நிறமாற்றத்தைத் தடுக்கிறது (அணுமின் நிலைய கண்காணிப்பு சாளரம்).
தொழில்நுட்ப நன்மைகள்: பாரம்பரிய As₂O₃ தெளிவாக்கிக்கு மாற்றாக அமைகிறது மற்றும் சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளுக்கு இணங்குகிறது.
5. தொழில்துறை வினையூக்கம்: ஸ்டைரீன் உற்பத்தி மேம்படுத்தி
பயன்பாட்டு செயல்முறை: ஸ்டைரீனை உற்பத்தி செய்வதற்கான எத்தில்பென்சீன் ஹைட்ரஜன் நீக்கம் (Fe₂O₃-K₂O-Cr₂O₃ வினையூக்கி அமைப்பு).
செயல்பாட்டு முறை:
பொட்டாசியம் இடப்பெயர்ச்சி தடுப்பான்: CeO₂ ஆனது K⁺ அயனிகளை நிலைநிறுத்தி, உயர் வெப்பநிலையில் (600°C) செயல்படும் கூறுகள் இழக்கப்படுவதைத் தடுக்கிறது.
ரெடாக்ஸ் ஊக்குவிப்பான்: Ce³⁺/Ce⁴⁺ சுழற்சியானது வினையூக்கியின் மீளுருவாக்கத்தை விரைவுபடுத்துகிறது மற்றும் கார்பன் படிவதைத் தடுக்கிறது (C + 4Ce⁴⁺ → CO₂ + 4Ce³⁺).
கட்டமைப்பு நிலைப்படுத்தி: Fe₂O₃ நிலை மாற்ற சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதோடு, வினையூக்கியின் ஆயுளை 2-3 மடங்கு நீட்டிக்கிறது.
பொருளாதார நன்மைகள்: ஸ்டைரீன் தேர்ந்தெடுப்புத்திறனை 92-95% வரை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் நீராவி நுகர்வை 30% குறைக்கிறது.
6. உலோக அரிப்பு பாதுகாப்பு: நுண்ணறிவு அரிப்பு தடுப்பான்
புதுமையான வழிமுறை:
சுய-குணப்படுத்தும் படல உருவாக்கம்: ஆக்சிஜன் பரவலைத் தடுப்பதற்காக, எதிர்மின்முனைப் பகுதியில் Ce³⁺ ஆனது ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து Ce(OH)₃/CeO₂ படிவுப் படலமாக (தடிமன் 50-200nm) உருவாகிறது.
உள்ளூர் pH கட்டுப்பாடு: OH⁻ வெளியீடுகள் அமில அரிமான விளைபொருட்களை (Fe²⁺ → FeOOH போன்றவை) நடுநிலையாக்குகின்றன.
ஆனோடிக் செயலற்றதாக்கம்: Al/Zn/Mg உலோகக் கலவையின் மேற்பரப்பில் Ce-ஆக்சைடு/ஹைட்ராக்சைடு செயலற்றதாக்கும் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.
பயன்பாட்டுச் சூழல்கள்: விமான அலுமினியக் கலப்புலோகம் (AA2024), கப்பல் கட்டுமான எஃகு, வாகன துத்தநாகத் தகடு பூச்சுச் சேர்க்கைப் பொருட்கள்.
7. சுற்றுச்சூழல் சீரமைப்பு: உயர் செயல்திறன் கொண்ட நீர் சுத்திகரிப்பு முகவர்
பல்நோக்கு பயன்பாடு:
பாஸ்பரஸ் நீக்கும் காரணி: Ce³⁺ மற்றும் PO₄³⁻ ஆகியவை கரையாத CePO₄ (Ksp=10⁻²³) ஐ உருவாக்குகின்றன, இதன் மூலம் பாஸ்பரஸ் 0.1mg/L க்கும் குறைவாக ஆழமாக அகற்றப்படுகிறது.
புளோரின் நீக்கும் காரணி: 80mg F⁻/g என்ற உறிஞ்சும் திறனுடன், CeF₃ கூழ்மத்தை (Ksp=10¹⁶) உருவாக்குகிறது.
கதிரியக்க அணுக்கரு நிலைநிறுத்தம்: UO₂²⁺, TcO₄⁻ போன்றவற்றுடன் வலுவான ஒருங்கிணைப்புத் திறனைக் கொண்டுள்ளது (Kd>10⁴ mL/g).
பசுமை நன்மைகள்: நச்சுத்தன்மையுள்ள துணைப் பொருட்கள் இல்லை, மேலும் உருவாகும் கசட்டின் அளவு அலுமினிய உப்பு/இரும்பு உப்பின் அளவில் மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே.
8. உயர்தர சீரியம் உப்பு தொகுப்பு முன்னோடி
வழித்தோன்றல் உயர் தூய்மைப் பொருட்கள்:
| செரியம் உப்பு வகை | தொகுப்பு வழி | விண்ணப்ப புலம் |
| சீரியம் அம்மோனியம் நைட்ரேட் | Ce(OH)₄ + HNO₃ + NH₄NO₃ | ஆக்சிஜனேற்ற டைட்ரேஷன் பகுப்பாய்வு வினைப்பொருள் |
| சீரியம் சல்பேட் | Ce₂(SO₄)₃ இன் மின்பகுப்பு ஆக்சிஜனேற்றம் | கரிம தொகுப்பு ஆக்ஸிடன்ட் |
| சீரியம் அசிடேட் | அசிட்டிக் அமிலக் கரைப்பு | ஜவுளி மார்டன்ட் |
| நானோ சீரியம் ஆக்சைடு | கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வெப்ப சிதைவு | வினையூக்கி, புற ஊதா உறிஞ்சி |
செயல்பாட்டின் சாராம்சம்: சீரியத்தின் ரெடாக்ஸ் செயல்பாடு மற்றும் ஒருங்கிணைப்புத் திறன்
சீரியம் ஹைட்ராக்சைடின் மைய மதிப்பானது, சீரியத்தின் சிறப்பு எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பிலிருந்து ([Xe]4f¹5d⁰6s⁰) வருகிறது:
- இணைதிறன் பண்புகள்: Ce³⁺/Ce⁴⁺ ஆக்சிஜன் ஒடுக்க மின்னழுத்தம் (E⁰=+1.74V) இதனை ஒரு "எலக்ட்ரான் கடத்தியாக" ஆக்குகிறது.
- குறைந்த ஆக்சிஜன் வெற்றிட உருவாக்க ஆற்றல்: CeO₂-வில் உள்ள ஆக்சிஜன் வெற்றிட உருவாக்க ஆற்றல் (~2eV), Al₂O₃-வில் உள்ளதை விட (~6eV) மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், இது அதற்கு ஆற்றல்மிக்க ஆக்சிஜன் இடப்பெயர்வுத் திறனை அளிக்கிறது.
- வலுவான லூயிஸ் அமிலத்தன்மை: Ce⁴⁺ அதிக மின்னூட்ட அடர்த்தியைக் (அயனி மின்னழுத்தம் Z/r=10.3) கொண்டுள்ளது மற்றும் எதிர்மின் அயனிகளை (PO₄³⁻/F⁻) எளிதில் ஈர்த்துக்கொள்கிறது.
தொழில்நுட்பப் போக்கு: அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பரப்பளவு கொண்ட இடைத்துளை Ce(OH)₄ (>200m²/g), அணு அளவிலான கலப்படம் (La/Sm/Gd), மற்றும் உள்ளகம்-மேலோட்டு கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு ஆகியவை புதிய தலைமுறை சுற்றுச்சூழல் வினையூக்க மற்றும் ஆற்றல் பொருட்களின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கின்றன.
