ความเป็นมาและสถานการณ์ทั่วไป
ธาตุหายากเป็นแผ่นพื้นของ IIIB scandium, yttrium และ lanthanum ในตารางธาตุมีองค์ประกอบ l7ธาตุหายากมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และสาขาอื่นๆความบริสุทธิ์ของสารประกอบแรร์เอิร์ธเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติพิเศษของวัสดุโดยตรงความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกันของวัสดุหายากสามารถผลิตวัสดุเซรามิก วัสดุเรืองแสง และวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกันปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการสกัดธาตุหายาก สารประกอบของธาตุหายากที่สะอาดนำเสนอโอกาสทางการตลาดที่ดี และการเตรียมวัสดุธาตุหายากที่มีประสิทธิภาพสูงทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับสารประกอบธาตุหายากที่สะอาดสารประกอบซีเรียมมีการใช้งานที่หลากหลาย และผลในการใช้งานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความบริสุทธิ์ คุณสมบัติทางกายภาพ และปริมาณสิ่งเจือปนในการกระจายธาตุหายาก ซีเรียมคิดเป็นประมาณ 50% ของทรัพยากรธาตุหายากเบาด้วยการใช้ซีเรียมที่มีความบริสุทธิ์สูงเพิ่มมากขึ้น ความต้องการดัชนีปริมาณธาตุที่ไม่ใช่ธาตุหายากสำหรับสารประกอบซีเรียมจึงสูงขึ้นเรื่อยๆซีเรียมออกไซด์คือเซริกออกไซด์ หมายเลข CAS คือ 1306-38-3 สูตรโมเลกุลคือ CeO2 น้ำหนักโมเลกุล: 172.11;ซีเรียมออกไซด์เป็นออกไซด์ที่เสถียรที่สุดของซีเรียมธาตุหายากเป็นของแข็งสีเหลืองอ่อนที่อุณหภูมิห้อง และจะเข้มขึ้นเมื่อถูกความร้อนซีเรียมออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุเรืองแสง ตัวเร่งปฏิกิริยา ผงขัดเงา ป้องกันรังสียูวี และด้านอื่น ๆ เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สิ่งนี้ได้กระตุ้นความสนใจของนักวิจัยจำนวนมากการเตรียมและประสิทธิภาพของซีเรียมออกไซด์กลายเป็นประเด็นสำคัญในการวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
กระบวนการผลิต
วิธีที่ 1: คนที่อุณหภูมิห้อง เติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 5.0mol/L ลงในสารละลายซีเรียมซัลเฟต 0.1mol/L ปรับค่า pH ให้มากกว่า 10 และเกิดปฏิกิริยาการตกตะกอนตะกอนถูกสูบ ล้างหลายครั้งด้วยน้ำปราศจากไอออน จากนั้นทำให้แห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 90°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมงหลังจากการบดและกรอง (ขนาดอนุภาคน้อยกว่า 0.1 มม.) จะได้ซีเรียมออกไซด์และวางไว้ในที่แห้งเพื่อจัดเก็บแบบปิดสนิทวิธีที่ 2: นำซีเรียมคลอไรด์หรือซีเรียมไนเตรตเป็นวัตถุดิบ ปรับค่า pH เป็น 2 ด้วยน้ำแอมโมเนีย เติมออกซาเลตเพื่อตกตะกอนซีเรียมออกซาเลต หลังจากการทำความร้อน การบ่ม การแยกและการซัก การทำให้แห้งที่ 110°C จากนั้นเผาเป็นซีเรียมออกไซด์ที่ 900 ~ 1,000 ℃ซีเรียมออกไซด์สามารถรับได้โดยการให้ความร้อนส่วนผสมของซีเรียมออกไซด์และผงคาร์บอนที่อุณหภูมิ 1250°C ในบรรยากาศของคาร์บอนมอนอกไซด์
แอปพลิเคชัน
ซีเรียมออกไซด์ใช้สำหรับสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมแก้ว วัสดุบดกระจกแผ่น และได้ขยายไปยังแก้วบดแก้ว เลนส์สายตา kinescope การฟอกสี การชี้แจง แก้วรังสีอัลตราไวโอเลตและการดูดซับลวดอิเล็กทรอนิกส์ และอื่น ๆนอกจากนี้ยังใช้เป็นสารป้องกันแสงสะท้อนสำหรับเลนส์แว่นตา และใช้ซีเรียมเพื่อทำให้ซีเรียมไทเทเนียมเป็นสีเหลืองเพื่อทำให้แก้วเป็นสีเหลืองอ่อนด้านหน้าออกซิเดชันของธาตุหายากมีอิทธิพลบางอย่างต่อการตกผลึกและคุณสมบัติของแก้วเซรามิกในระบบ CaO-MgO-AI2O3-SiO2ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มส่วนหน้าออกซิเดชันที่เหมาะสมมีประโยชน์ในการปรับปรุงผลการชี้แจงของของเหลวแก้ว กำจัดฟองอากาศ ทำให้โครงสร้างแก้วมีขนาดกะทัดรัด และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและความต้านทานด่างของวัสดุปริมาณการเติมซีเรียมออกไซด์ที่เหมาะสมที่สุดคือ 1.5 เมื่อใช้เคลือบเซรามิกและอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นสารแทรกซึมเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกนอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีฤทธิ์สูง ฝาครอบหลอดไส้หลอดแก๊ส หน้าจอฟลูออเรสเซนต์เอ็กซ์เรย์ (ส่วนใหญ่ใช้ในสารขัดเงาเลนส์)ผงขัดซีเรียมของโลกที่หายากถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกล้อง, เลนส์กล้อง, หลอดภาพโทรทัศน์, เลนส์และอื่น ๆนอกจากนี้ยังสามารถใช้ในอุตสาหกรรมแก้วได้อีกด้วยสามารถใช้ซีเรียมออกไซด์และไททาเนียมไดออกไซด์ร่วมกันเพื่อทำให้แก้วเป็นสีเหลืองซีเรียมออกไซด์สำหรับการลดสีของแก้วมีข้อดีคือมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง ราคาต่ำ และไม่ดูดซับแสงที่มองเห็นได้นอกจากนี้ ซีเรียมออกไซด์ยังถูกเติมลงในกระจกที่ใช้ในอาคารและรถยนต์เพื่อลดการส่งผ่านของแสงอัลตราไวโอเลตสำหรับการผลิตวัสดุเรืองแสงของธาตุหายากนั้น ซีเรียมออกไซด์จะถูกเติมเป็นตัวกระตุ้นในสารเรืองแสงสามสีของธาตุหายากที่ใช้ในวัสดุเรืองแสงของหลอดประหยัดไฟและสารเรืองแสงที่ใช้ในตัวชี้วัดและเครื่องตรวจจับรังสีซีเรียมออกไซด์ยังเป็นวัตถุดิบในการเตรียมซีเรียมโลหะนอกจากนี้ ในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เม็ดสีคุณภาพสูง และสารไวต่อแสงของแก้ว เครื่องฟอกอากาศในรถยนต์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการทำให้ไอเสียรถยนต์บริสุทธิ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวพาเซรามิกรังผึ้ง (หรือโลหะ) และสารเคลือบกระตุ้นพื้นผิวสารเคลือบกัมมันต์ประกอบด้วยพื้นที่ขนาดใหญ่ของแกมมาไตรออกไซด์ ปริมาณออกไซด์ที่เหมาะสมที่ทำให้พื้นที่ผิวคงตัว และโลหะที่มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยากระจายตัวภายในสารเคลือบเพื่อลดปริมาณ Pt, Rh ที่มีราคาแพง เพิ่มปริมาณของ Pd ค่อนข้างถูก ลดต้นทุนของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยไม่ลดตัวเร่งปฏิกิริยาการทำให้บริสุทธิ์ไอเสียรถยนต์ภายใต้สมมติฐานของประสิทธิภาพต่างๆ Pt ที่ใช้กันทั่วไปป.ล.การเปิดใช้งานการเคลือบตัวเร่งปฏิกิริยา Rh ternary ซึ่งโดยปกติจะเป็นวิธีการแช่โดยรวมเพื่อเพิ่มซีเรียมออกไซด์และแลนทานัมออกไซด์ในปริมาณหนึ่ง ถือเป็นผลการเร่งปฏิกิริยาของธาตุหายากที่ดีเยี่ยมตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบไปด้วยโลหะมีค่าแลนทานัมออกไซด์และซีเรียมออกไซด์ถูกใช้เป็นตัวช่วยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ ¦ A-Alumina รองรับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีตระกูลจากการวิจัย กลไกการเร่งปฏิกิริยาของซีเรียมออกไซด์และแลนทานัมออกไซด์ส่วนใหญ่เพื่อปรับปรุงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของสารเคลือบที่ใช้งานอยู่ ปรับอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงและการเร่งปฏิกิริยาโดยอัตโนมัติ และปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลของตัวพา