В останні роки застосування лантаноїдних реагентів в органічному синтезі розвивалося стрімкими темпами. Серед них було виявлено, що багато лантаноїдних реагентів мають очевидний селективний каталіз в реакції утворення вуглець-вуглецевого зв'язку; водночас було виявлено, що багато лантаноїдних реагентів мають чудові характеристики в реакціях органічного окислення та реакціях органічного відновлення для перетворення функціональних груп. Використання рідкісноземельних елементів у сільському господарстві є науковим досягненням з китайськими особливостями, отриманим китайськими науковцями та технічними працівниками після років наполегливої праці, і активно просувається як важливий захід для збільшення сільськогосподарського виробництва в Китаї. Карбонат рідкісноземельних елементів легко розчиняється в кислоті з утворенням відповідних солей та вуглекислого газу, що може бути зручно використано в синтезі різних солей та комплексів рідкісноземельних елементів без введення аніонних домішок. Наприклад, він може реагувати з сильними кислотами, такими як азотна кислота, хлоридна кислота, нітратна кислота, перхлорна кислота та сірчана кислота, з утворенням водорозчинних солей. Реагує з фосфорною кислотою та плавиковою кислотою для перетворення на нерозчинні фосфати та фториди рідкісноземельних елементів. Реагує з багатьма органічними кислотами для утворення відповідних органічних сполук рідкісноземельних елементів. Вони можуть бути розчинними складними катіонами або складними аніонами, або ж менш розчинні нейтральні сполуки осідають залежно від значення розчину. З іншого боку, карбонат рідкоземельних елементів можна розкласти на відповідні оксиди шляхом кальцинації, які можна безпосередньо використовувати для отримання багатьох нових матеріалів рідкоземельних елементів. Наразі річний обсяг виробництва карбонату рідкоземельних елементів у Китаї становить понад 10 000 тонн, що становить понад чверть усіх товарів рідкоземельних елементів, що свідчить про те, що промислове виробництво та застосування карбонату рідкоземельних елементів відіграє дуже важливу роль у розвитку галузі рідкоземельних елементів.
Карбонат церію — це неорганічна сполука з хімічною формулою C3Ce2O9, молекулярною масою 460, logP -7,40530, PSA 198,80000, температурою кипіння 333,6ºC при 760 мм рт. ст. та температурою спалаху 169,8ºC. У промисловому виробництві рідкісноземельних елементів карбонат церію є проміжною сировиною для отримання різних продуктів з церію, таких як різні солі церію та оксид церію. Він має широкий спектр використання та є важливим продуктом з легких рідкісноземельних елементів. Гідратований кристал карбонату церію має структуру типу лантаніту, і його SEM-фотографія показує, що основна форма гідратованого кристала карбонату церію є пластівчастою, а пластівці зв'язані між собою слабкими взаємодіями, утворюючи пелюсткоподібну структуру, а структура є пухкою, тому під дією механічної сили вона легко розщеплюється на дрібні фрагменти. Карбонат церію, який традиційно виробляється в промисловості, наразі містить лише 42-46% від загальної кількості рідкісноземельних елементів після сушіння, що обмежує ефективність виробництва карбонату церію.
Низьке споживання води, стабільна якість, отриманий карбонат церію не потребує сушіння або висушування після центрифужного сушіння, а загальна кількість рідкоземельних елементів може досягати 72%-74%, а процес є простим та одностадійним для отримання карбонату церію з високою загальною кількістю рідкоземельних елементів. Використовується наступна технічна схема: для отримання карбонату церію з високою загальною кількістю рідкоземельних елементів використовується одностадійний метод, тобто розчин церію з масовою концентрацією CeO240-90 г/л нагрівають до 95°C-105°C, і додають бікарбонат амонію при постійному перемішуванні для осадження карбонату церію. Кількість бікарбонату амонію регулюють таким чином, щоб значення pH рідини для подачі остаточно доводилося до 6,3-6,5, а швидкість додавання є відповідним, щоб рідина для подачі не витікала з жолоба. Розчин церію для подачі являє собою принаймні один з водного розчину хлориду церію, водного розчину сульфату церію або водного розчину нітрату церію. Команда досліджень та розробок UrbanMines Tech. Компанія Ltd. застосовує новий метод синтезу шляхом додавання твердого бікарбонату амонію або водного розчину бікарбонату амонію.
Карбонат церію можна використовувати для отримання оксиду церію, діоксиду церію та інших наноматеріалів. Застосування та приклади такі:
1. Фіолетове антиблікове скло, яке сильно поглинає ультрафіолетові промені та жовту частину видимого світла. Згідно зі складом звичайного натрієво-кальцій-кремнеземистого флоат-скла, воно містить такі сировинні матеріали у вагових відсотках: кремнезем 72~82%, оксид натрію 6~15%, оксид кальцію 4~13%, оксид магнію 2~8%, глинозем 0~3%, оксид заліза 0,05~0,3%, карбонат церію 0,1~3%, карбонат неодиму 0,4~1,2%, діоксид марганцю 0,5~3%. Скло товщиною 4 мм має коефіцієнт пропускання видимого світла більше 80%, ультрафіолетового пропускання менше 15% та коефіцієнт пропускання на довжинах хвиль 568-590 нм менше 15%.
2. Ендотермічна енергозберігаюча фарба, яка характеризується тим, що її утворюють шляхом змішування наповнювача та плівкотвірного матеріалу, а наповнювач утворюють шляхом змішування наступних сировинних матеріалів у вагових частинах: від 20 до 35 частин діоксиду кремнію та від 8 до 20 частин оксиду алюмінію, від 4 до 10 частин оксиду титану, від 4 до 10 частин діоксиду цирконію, від 1 до 5 частин оксиду цинку, від 1 до 5 частин оксиду магнію, від 0,8 до 5 частин карбіду кремнію, від 0,02 до 0,5 частин оксиду ітрію та від 0,01 до 1,5 частин оксиду хрому, від 0,01 до 1,5 частин каоліну, від 0,01 до 1,5 частин рідкоземельних матеріалів, від 0,8 до 5 частин сажі, розмір частинок кожної сировини становить 1-5 мкм; де рідкоземельні матеріали включають 0,01-1,5 частини карбонату лантану, 0,01-1,5 частини карбонату церію, 1,5 частини карбонату празеодиму, від 0,01 до 1,5 частини карбонату празеодиму, від 0,01 до 1,5 частини карбонату неодиму та від 0,01 до 1,5 частини нітрату прометію; плівкотвірним матеріалом є карбонат калію-натрію; карбонат калію-натрію змішують з такою ж вагою карбонату калію та карбонату натрію. Масове співвідношення змішування наповнювача та плівкотвірного матеріалу становить 2,5:7,5, 3,8:6,2 або 4,8:5,2. Крім того, спосіб приготування ендотермічної енергозберігаючої фарби характеризується тим, що включає такі етапи:
Крок 1, підготовка наповнювача, спочатку зважують 20-35 частин кремнезему, 8-20 частин глинозему, 4-10 частин оксиду титану, 4-10 частин діоксиду цирконію та 1-5 частин оксиду цинку за вагою, 1-5 частин оксиду магнію, 0,8-5 частин карбіду кремнію, 0,02-0,5 частин оксиду ітрію, 0,01-1,5 частин триоксиду хрому, 0,01-1,5 частин каоліну, 0,01-1,5 частин рідкоземельних матеріалів та 0,8-5 частин сажі, а потім рівномірно змішують у змішувачі для отримання наповнювача; де рідкоземельний матеріал містить 0,01-1,5 частини карбонату лантану, 0,01-1,5 частини карбонату церію, 0,01-1,5 частини карбонату празеодиму, 0,01-1,5 частини карбонату неодиму та 0,01～1,5 частини нітрату прометію;
Крок 2, приготування плівкотвірного матеріалу, плівкотвірним матеріалом є карбонат натрію-калію; спочатку зважують карбонат калію та карбонат натрію відповідно за вагою, а потім рівномірно змішують їх для отримання плівкотвірного матеріалу; карбонат натрію-калію має однакову вагу. Змішують карбонат калію та карбонат натрію;
Крок 3, співвідношення змішування наповнювача та плівкового матеріалу за вагою становить 2,5: 7,5, 3,8: 6,2 або 4,8: 5,2, і суміш рівномірно перемішують та диспергують для отримання суміші;
На етапі 4 суміш подрібнюють у кульовому млині протягом 6-8 годин, а потім готовий продукт отримують, пропускаючи його через сито, причому розмір сітки становить 1-5 мкм.
3. Отримання ультрадисперсного оксиду церію: Використовуючи гідратований карбонат церію як попередник, ультрадисперсний оксид церію із середнім розміром частинок менше 3 мкм був отриманий методом прямого кульового помелу та кальцинації. Всі отримані продукти мають кубічну структуру флюориту. Зі збільшенням температури кальцинації розмір частинок продуктів зменшується, розподіл частинок за розмірами стає вужчим, а кристалічність збільшується. Однак полірувальна здатність трьох різних стекол показала максимальне значення між 900℃ та 1000℃. Тому вважається, що швидкість видалення речовин з поверхні скла під час процесу полірування значно залежить від розміру частинок, кристалічності та поверхневої активності полірувального порошку.