Замина ва вазъияти умумӣ
Унсурҳои нодири заминтахтаи фарши скандий IIIB, иттрий ва лантан дар ҷадвали даврӣ мебошанд. Унсурҳои 17 мавҷуданд. Заминҳои нодир хосиятҳои беназири физикӣ ва химиявӣ доранд ва дар саноат, кишоварзӣ ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд. Покии пайвастагиҳои заминҳои нодир мустақиман хосиятҳои махсуси маводҳоро муайян мекунад. Покии гуногуни маводҳои заминҳои нодир метавонанд маводҳои сафолӣ, маводҳои флуоресцентӣ ва маводҳои электрониро бо талаботи гуногуни иҷроиш истеҳсол кунанд. Дар айни замон, бо рушди технологияи истихроҷи заминҳои нодир, пайвастагиҳои тозаи заминҳои нодир дурнамои хуби бозорро пешниҳод мекунанд ва тайёр кардани маводҳои нодири баландсифат талаботи баландтарро барои пайвастагиҳои тозаи заминҳои нодир пешниҳод мекунад. Пайвастагии серий доираи васеи истифода дорад ва таъсири он дар аксари барномаҳо бо покӣ, хосиятҳои физикӣ ва миқдори ифлосии он алоқаманд аст. Дар тақсимоти унсурҳои заминҳои нодир, серий тақрибан 50% захираҳои нури заминҳои нодирро ташкил медиҳад. Бо афзоиши истифодаи серийи тозаи баланд, талаботи индекси миқдори ғайризаминӣ барои пайвастагиҳои серий ва баландтар аст.Оксиди серийоксиди серӣ аст, рақами CAS 1306-38-3, формулаи молекулавӣ CeO2, вазни молекулавӣ: 172.11; Оксиди серий устувортарин оксиди элементи нодири заминӣ аст. Он дар ҳарорати хонагӣ як моддаи сахти зардранги саманд аст ва ҳангоми гарм кардан тиратар мешавад. Оксиди серий ба шарофати самаранокии аълои худ дар маводҳои люминесцентӣ, катализаторҳо, хокаи сайқалдиҳӣ, муҳофизати ултрабунафш ва дигар ҷанбаҳо васеъ истифода мешавад. Дар солҳои охир, он таваҷҷӯҳи бисёре аз муҳаққиқонро ба худ ҷалб кардааст. Омода ва самаранокии оксиди серий дар солҳои охир ба як нуқтаи муҳими таҳқиқот табдил ёфтааст.
Раванди истеҳсолӣ
Усули 1: Дар ҳарорати хонагӣ омехта кунед, маҳлули гидроксиди натрий 5.0 мол/л-ро ба маҳлули сулфати серий 0.1 мол/л илова кунед, арзиши рН-ро ба андозаи аз 10 зиёд танзим кунед ва аксуламали боришот ба амал меояд. Тахмин кашида, чанд маротиба бо оби деионизатсияшуда шуста, сипас дар танӯри 90°C барои 24 соат хушк карда мешавад. Пас аз майда кардан ва филтр кардан (андозаи зарраҳо камтар аз 0.1 мм), оксиди серий гирифта мешавад ва барои нигоҳдории мӯҳрдор дар ҷои хушк ҷойгир карда мешавад. Усули 2: Хлориди серий ё нитрати серий ҳамчун ашёи хом гирифта, арзиши рН-ро бо оби аммиак ба 2 танзим кунед, илова кардани оксалат барои таҳшиншавии оксалати серий, пас аз гарм кардан, сахт кардан, ҷудо кардан ва шустан, дар 110°C хушк кардан, сипас дар 900 ~ 1000°C ба оксиди серий сӯзондан мумкин аст. Оксиди серийро бо гарм кардани омехтаи оксиди серий ва хокаи карбон дар 1250°C дар атмосфераи оксиди карбон ба даст овардан мумкин аст.
Ариза
Оксиди серий барои иловаҳои саноати шиша, маводҳои майдакунии шишаи табақӣ истифода мешавад ва дар айнакҳои майдакунии шиша, линзаҳои оптикӣ, кинескоп, сафедкунӣ, равшанкунӣ, шишаи радиатсияи ултрабунафш ва ҷабби сими электронӣ ва ғайра истифода мешавад. Он инчунин ҳамчун зидди инъикос барои линзаҳои айнак истифода мешавад ва серий барои зард кардани титани серий барои зард кардани шиша истифода мешавад. Фронти оксидшавии хоки нодир ба кристаллизатсия ва хосиятҳои сафолҳои шишагӣ дар системаи CaO-MgO-AI2O3-SiO2 таъсири муайяне мерасонад. Натиҷаҳои таҳқиқот нишон медиҳанд, ки илова кардани фронти мувофиқи оксидшавӣ барои беҳтар кардани таъсири равшанкунии моеъи шиша, нест кардани ҳубобчаҳо, фишурда кардани сохтори шиша ва беҳтар кардани хосиятҳои механикӣ ва муқовимати ишқории маводҳо муфид аст. Миқдори оптималии иловагии оксиди серий 1,5 аст, вақте ки он дар глазури сафолӣ ва саноати электронӣ ҳамчун пнезоэлектрикии керамикӣ истифода мешавад. Он инчунин дар истеҳсоли катализаторҳои фаъоли баланд, рӯйпӯши лампаҳои газӣ, экрани флуоресцентии рентгенӣ (асосан дар агенти сайқалдиҳии линза истифода мешавад) истифода мешавад. Хокаи сайқалдиҳии сериуми хоки нодир дар камераҳо, линзаҳои камераҳо, найчаи тасвирии телевизион, линза ва ғайра васеъ истифода мешавад. Онро инчунин дар саноати шиша истифода бурдан мумкин аст. Оксиди сериум ва диоксиди титанро метавон якҷоя барои зард кардани шиша истифода бурд. Оксиди сериум барои ранг кардани шиша бартариҳои кори устувор дар ҳарорати баланд, нархи паст ва ҷаббида нашудани нури намоён дорад. Ғайр аз ин, оксиди сериум ба шишае, ки дар биноҳо ва мошинҳо истифода мешавад, барои кам кардани гузариши нури ултрабунафш илова карда мешавад. Барои истеҳсоли маводҳои люминесцентии хоки нодир, оксиди сериум ҳамчун фаъолкунанда дар фосфорҳои серангаи хоки нодир, ки дар маводҳои люминесцентии чароғҳои каммасрафи энергия ва фосфорҳое, ки дар нишондиҳандаҳо ва детекторҳои радиатсионӣ истифода мешаванд, илова карда мешавад. Оксиди сериум инчунин ашёи хом барои тайёр кардани сериуми металлӣ мебошад. Илова бар ин, дар маводҳои нимноқилӣ, пигментҳои баландсифат ва ҳассоскунандаи шишаи ҳассос ба фотоҳассос, тозакунандаи ихроҷи автомобилӣ васеъ истифода шудааст. Катализатор барои тозакунии ихроҷи автомобилӣ асосан аз интиқолдиҳандаи керамикӣ (ё металлӣ) ва рӯйпӯши фаъолшудаи сатҳӣ иборат аст. Пӯшиши фаъолшуда аз майдони калони гамма-триоксид, миқдори мувофиқи оксидҳое, ки майдони сатҳро устувор мекунанд ва металле бо фаъолияти каталитикӣ, ки дар дохили пӯшиш пароканда шудааст, иборат аст. Барои кам кардани миқдори гаронбаҳои Pt, Rh, зиёд кардани миқдори Pd нисбатан арзон аст, арзиши катализаторро бе кам кардани катализаторҳои тозакунии ихроҷи автомобилӣ дар асоси иҷрои гуногун, ки маъмулан Pt. Pd истифода мешавад. Фаъолсозии пӯшиши катализатори сегонаи Rh, ки одатан усули пурраи ғӯтонидан барои илова кардани миқдори муайяни оксиди серий ва оксиди лантан аст, таъсири каталитикии нодири заминро ташкил медиҳад, аъло аст. Катализатори сегонаи металлҳои қиматбаҳо. Оксиди лантан ва оксиди серий ҳамчун ёрирасон барои беҳтар кардани кори катализаторҳои металлҳои наҷиби бо A-алюминий дастгирӣшуда истифода шуданд. Тибқи таҳқиқот, механизми каталитикии оксиди серий ва оксиди лантан асосан беҳтар кардани фаъолияти каталитикии пӯшиши фаъол, танзими худкори таносуби ҳаво-сӯзишворӣ ва катализ ва беҳтар кардани устувории гармӣ ва қувваи механикии интиқолдиҳанда мебошад.