Trong những năm gần đây, việc ứng dụng các chất phản ứng lanthanide trong tổng hợp hữu cơ đã phát triển vượt bậc. Trong số đó, nhiều chất phản ứng lanthanide được phát hiện có khả năng xúc tác chọn lọc rõ rệt trong phản ứng tạo liên kết carbon-carbon; đồng thời, nhiều chất phản ứng lanthanide được phát hiện có đặc tính tuyệt vời trong các phản ứng oxy hóa hữu cơ và phản ứng khử hữu cơ để chuyển hóa các nhóm chức. Việc sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp là một thành tựu nghiên cứu khoa học mang đậm bản sắc Trung Quốc, được các nhà khoa học và kỹ thuật Trung Quốc đạt được sau nhiều năm nỗ lực, và đã được tích cực thúc đẩy như một biện pháp quan trọng để tăng sản lượng nông nghiệp ở Trung Quốc. Cacbonat đất hiếm dễ tan trong axit để tạo thành các muối tương ứng và carbon dioxide, có thể được sử dụng thuận tiện trong tổng hợp các loại muối và phức chất đất hiếm khác nhau mà không cần đưa thêm tạp chất anion. Ví dụ, nó có thể phản ứng với các axit mạnh như axit nitric, axit clohydric, axit perchloric và axit sulfuric để tạo thành các muối tan trong nước. Phản ứng với axit phosphoric và axit hydrofluoric để chuyển thành photphat và florua đất hiếm không tan. Phản ứng với nhiều axit hữu cơ để tạo thành các hợp chất hữu cơ đất hiếm tương ứng. Chúng có thể là các cation phức hòa tan hoặc anion phức, hoặc các hợp chất trung tính ít tan hơn sẽ kết tủa tùy thuộc vào giá trị dung dịch. Mặt khác, cacbonat đất hiếm có thể bị phân hủy thành các oxit tương ứng bằng phương pháp nung, có thể được sử dụng trực tiếp trong việc điều chế nhiều vật liệu đất hiếm mới. Hiện nay, sản lượng cacbonat đất hiếm hàng năm ở Trung Quốc đạt hơn 10.000 tấn, chiếm hơn một phần tư tổng lượng hàng hóa đất hiếm, cho thấy sản xuất và ứng dụng công nghiệp cacbonat đất hiếm đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp đất hiếm.
Ceri cacbonat là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là C3Ce2O9, khối lượng phân tử là 460, logP là -7,40530, PSA là 198,80000, điểm sôi là 333,6ºC ở 760 mmHg và điểm chớp cháy là 169,8ºC. Trong sản xuất công nghiệp các nguyên tố đất hiếm, cerium cacbonat là nguyên liệu trung gian để điều chế các sản phẩm cerium khác nhau như các loại muối cerium và oxit cerium. Nó có phạm vi sử dụng rộng rãi và là một sản phẩm đất hiếm nhẹ quan trọng. Tinh thể cerium cacbonat ngậm nước có cấu trúc kiểu lanthanit, và ảnh SEM cho thấy hình dạng cơ bản của tinh thể cerium cacbonat ngậm nước là dạng vảy, và các vảy được liên kết với nhau bằng các tương tác yếu để tạo thành cấu trúc giống cánh hoa, và cấu trúc này lỏng lẻo, do đó dưới tác động của lực cơ học, nó dễ bị tách thành các mảnh nhỏ. Cacbonat xeri được sản xuất theo phương pháp truyền thống hiện nay trong ngành công nghiệp chỉ chứa 42-46% tổng lượng đất hiếm sau khi sấy khô, điều này hạn chế hiệu quả sản xuất cacbonat xeri.
Một loại sản phẩm có lượng nước tiêu thụ thấp, chất lượng ổn định, cerium cacbonat thành phẩm không cần sấy khô hoặc sấy ly tâm, và tổng hàm lượng đất hiếm có thể đạt từ 72% đến 74%, quy trình đơn giản và là quy trình một bước để điều chế cerium cacbonat với tổng hàm lượng đất hiếm cao. Phương án kỹ thuật được áp dụng như sau: sử dụng phương pháp một bước để điều chế cerium cacbonat với tổng hàm lượng đất hiếm cao, đó là, dung dịch cerium có nồng độ khối lượng CeO2 từ 40-90g/L được đun nóng ở 95°C đến 105°C, và thêm amoni bicacbonat vào dưới sự khuấy liên tục để kết tủa cerium cacbonat. Lượng amoni bicacbonat được điều chỉnh sao cho giá trị pH của dung dịch cuối cùng được điều chỉnh đến 6,3 đến 6,5, và tốc độ thêm phù hợp để dung dịch không bị tràn ra khỏi máng. Dung dịch cerium đầu vào ít nhất phải là một trong các dung dịch cerium clorua, cerium sulfat hoặc cerium nitrat. Đội ngũ nghiên cứu và phát triển của Công ty TNHH Công nghệ UrbanMines áp dụng phương pháp tổng hợp mới bằng cách thêm amoni bicacbonat rắn hoặc dung dịch amoni bicacbonat dạng nước.
Cacbonat xeri có thể được sử dụng để điều chế oxit xeri, đioxit xeri và các vật liệu nano khác. Các ứng dụng và ví dụ như sau:
1. Kính chống chói màu tím có khả năng hấp thụ mạnh tia cực tím và phần ánh sáng vàng của ánh sáng nhìn thấy. Dựa trên thành phần của kính nổi soda-vôi-silica thông thường, kính này bao gồm các nguyên liệu sau theo tỷ lệ phần trăm trọng lượng: silica 72~82%, oxit natri 6~15%, oxit canxi 4~13%, oxit magie 2~8%, alumina 0~3%, oxit sắt 0,05~0,3%, cacbonat xeri 0,1~3%, cacbonat neodymi 0,4~1,2%, dioxit mangan 0,5~3%. Kính dày 4mm có độ truyền ánh sáng nhìn thấy lớn hơn 80%, độ truyền tia cực tím nhỏ hơn 15% và độ truyền ở bước sóng 568-590 nm nhỏ hơn 15%.
2. Sơn tiết kiệm năng lượng thu nhiệt, đặc trưng bởi việc tạo thành hỗn hợp chất độn và chất tạo màng, trong đó chất độn được tạo thành bằng cách trộn các nguyên liệu sau theo tỷ lệ trọng lượng: 20 đến 35 phần silic dioxit, 8 đến 20 phần nhôm oxit, 4 đến 10 phần titan oxit, 4 đến 10 phần zirconia, 1 đến 5 phần kẽm oxit, 1 đến 5 phần magie oxit, 0,8 đến 5 phần silic cacbua, 0,02 đến 0,5 phần yttrium oxit, 0,01 đến 1,5 phần crom oxit, 0,01-1,5 phần cao lanh, 0,01-1,5 phần nguyên liệu đất hiếm, 0,8-5 phần carbon đen, kích thước hạt của mỗi nguyên liệu là 1-5 μm; Trong đó, các nguyên liệu đất hiếm bao gồm 0,01-1,5 phần lanthanum cacbonat, 0,01-1,5 phần cerium cacbonat, 1,5 phần praseodymium cacbonat, 0,01 đến 1,5 phần neodymium cacbonat và 0,01 đến 1,5 phần promethium nitrat; chất tạo màng là kali natri cacbonat; kali natri cacbonat được trộn với cùng trọng lượng kali cacbonat và natri cacbonat. Tỷ lệ trộn theo trọng lượng của chất độn và chất tạo màng là 2,5:7,5, 3,8:6,2 hoặc 4,8:5,2. Hơn nữa, một phương pháp điều chế sơn tiết kiệm năng lượng thu nhiệt được đặc trưng bởi các bước sau:
Bước 1, chuẩn bị chất độn, trước tiên cân 20-35 phần silica, 8-20 phần alumina, 4-10 phần titan oxit, 4-10 phần zirconia và 1-5 phần kẽm oxit, 1-5 phần magie oxit, 0,8-5 phần silic cacbua, 0,02-0,5 phần yttrium oxit, 0,01-1,5 phần crom trioxit, 0,01-1,5 phần cao lanh, 0,01-1,5 phần nguyên tố đất hiếm và 0,8-5 phần carbon đen, sau đó trộn đều trong máy trộn để thu được chất độn; trong đó, vật liệu đất hiếm bao gồm 0,01-1,5 phần lanthanum cacbonat, 0,01-1,5 phần cerium cacbonat, 0,01-1,5 phần praseodymium cacbonat, 0,01-1,5 phần neodymium cacbonat và 0,01～1,5 phần promethium nitrat;
Bước 2, chuẩn bị vật liệu tạo màng, vật liệu tạo màng là natri kali cacbonat; trước tiên cân kali cacbonat và natri cacbonat riêng biệt theo khối lượng, sau đó trộn đều chúng để thu được vật liệu tạo màng; natri kali cacbonat được trộn với lượng bằng nhau của kali cacbonat và natri cacbonat;
Bước 3, tỷ lệ trộn chất độn và vật liệu màng theo trọng lượng là 2,5:7,5, 3,8:6,2 hoặc 4,8:5,2, và hỗn hợp được trộn đều và phân tán để thu được hỗn hợp;
Ở bước 4, hỗn hợp được nghiền bằng máy nghiền bi trong 6-8 giờ, sau đó sản phẩm cuối cùng được thu được bằng cách sàng qua lưới lọc có kích thước mắt lưới từ 1-5 μm.
3. Chế tạo oxit xeri siêu mịn: Sử dụng cacbonat xeri ngậm nước làm tiền chất, oxit xeri siêu mịn với kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 3 μm được chế tạo bằng phương pháp nghiền bi trực tiếp và nung. Tất cả các sản phẩm thu được đều có cấu trúc fluorit lập phương. Khi nhiệt độ nung tăng, kích thước hạt của sản phẩm giảm, phân bố kích thước hạt trở nên hẹp hơn và độ kết tinh tăng lên. Tuy nhiên, khả năng đánh bóng của ba loại thủy tinh khác nhau cho thấy giá trị tối đa nằm trong khoảng từ 900℃ đến 1000℃. Do đó, người ta tin rằng tốc độ loại bỏ các chất trên bề mặt thủy tinh trong quá trình đánh bóng bị ảnh hưởng rất lớn bởi kích thước hạt, độ kết tinh và hoạt tính bề mặt của bột đánh bóng.