背景と概況
希土類元素周期表のIIIBスカンジウム、イットリウム、ランタンの底板です。l7個の要素があります。レアアースは独特の物理的・化学的性質を持ち、工業、農業などの分野で広く利用されています。希土類化合物の純度は、材料の特殊な特性を直接決定します。希土類材料の純度が異なると、性能要件が異なるセラミック材料、蛍光材料、電子材料が生成されます。現在、レアアース抽出技術の発展により、クリーンなレアアース化合物は良好な市場見通しを示しており、高性能レアアース材料の調製により、クリーンなレアアース化合物に対する要求が高まっています。セリウム化合物には幅広い用途があり、ほとんどの用途におけるその効果は、その純度、物理的特性、不純物含有量に関連しています。レアアース元素の分布において、セリウムは軽レアアース資源の約50％を占めます。高純度セリウムの用途が増えるにつれて、セリウム化合物の非希土類含有量指数の要件はますます高くなっています。酸化セリウムは酸化第二セリウム、CAS番号は1306-38-3、分子式はCeO2、分子量：172.11、酸化セリウムは、希土類元素セリウムの最も安定な酸化物です。室温では淡黄色の固体ですが、加熱すると色が濃くなります。酸化セリウムは、その優れた性能から発光材料、触媒、研磨剤、紫外線遮蔽などに幅広く使用されています。近年、多くの研究者の関心を集めています。酸化セリウムの調製と性能は、近年研究のホットスポットとなっています。
生産工程
方法１：室温で撹拌し、0.1mol/Lの硫酸セリウム溶液に5.0mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を加え、pH値を10以上に調整すると沈殿反応が起こります。沈殿物をポンプで汲み上げ、脱イオン水で数回洗浄し、その後、90℃のオーブンで24時間乾燥させた。粉砕および濾過（粒径 0.1 mm 未満）後、酸化セリウムが得られ、密閉して保管するために乾燥した場所に置かれます。方法2：塩化セリウムまたは硝酸セリウムを原料として、アンモニア水でpH値を2に調整し、シュウ酸を加えてシュウ酸セリウムを沈殿させ、加熱、硬化、分離、洗浄した後、110℃で乾燥し、900℃で酸化セリウムまで焼成する。 ～1000℃。酸化セリウムは、酸化セリウムと炭素粉末の混合物を一酸化炭素雰囲気中で1250℃で加熱することにより得られます。
アプリケーション
酸化セリウムはガラス工業の添加剤、板ガラス研削材として使用されており、ガラス研削、光学レンズ、キネスコープ、漂白、清澄、ガラスの紫外線や電子線の吸収などにも応用されています。眼鏡レンズの反射防止材としても使われており、ガラスを淡黄色にするためにセリウムを使用してセリウムチタンを黄色にします。希土類酸化フロントは、CaO-MgO-Al2O3-SiO2 系のガラスセラミックの結晶化と特性に一定の影響を与えます。研究結果は、適切な酸化フロントの追加が、ガラス液体の清澄効果を改善し、気泡を除去し、ガラス構造をコンパクトにし、材料の機械的特性と耐アルカリ性を改善するのに有益であることを示しています。酸化セリウムの最適添加量は、圧電セラミックの浸透剤としてセラミック釉薬や電子産業に使用される場合、1.5 です。高活性触媒、ガス灯白熱灯カバー、X線蛍光板（主にレンズ研磨剤に使用）の製造にも使用されています。レアアースセリウム研磨粉は、カメラ、カメラレンズ、テレビ受像機、レンズなどに広く使用されています。ガラス業界でも使用できます。酸化セリウムと二酸化チタンを一緒に使用すると、ガラスを黄色にすることができます。ガラス脱色用酸化セリウムは、高温でも性能が安定しており、価格が安く、可視光の吸収がないという利点があります。また、建物や自動車などに使われるガラスには、紫外線の透過率を下げるために酸化セリウムが添加されています。希土類発光材料の製造では、省エネランプの発光材料や表示器や放射線検出器に使用される蛍光体に使用される希土類三色蛍光体に付活剤として酸化セリウムが添加されます。酸化セリウムは金属セリウムを製造するための原料でもあります。また、半導体材料、高級顔料、感光性ガラス増感剤、自動車の排気浄化装置などにも幅広く使用されております。自動車排ガス浄化用触媒は主にハニカムセラミック（または金属）担体と表面活性化コーティングで構成されています。活性化されたコーティングは、広い領域のガンマ三酸化物、表面積を安定化する適切な量の酸化物、およびコーティング内に分散された触媒活性を持つ金属で構成されます。高価なPt、Rhの添加量を減らし、比較的安価なPdの添加量を増やし、自動車の排気浄化触媒を減らさずに触媒のコストを下げるために、さまざまな性能を前提として、一般的に使用されるPtが使用されます。Pd.Rh三元触媒コーティングの活性化は、通常酸化セリウムと酸化ランタンを一定量添加する全浸漬法により行われ、希土類触媒効果が優れています。貴金属三元触媒。酸化ランタンと酸化セリウムは、α-アルミナ担持貴金属触媒の性能を向上させる助剤として使用されました。研究によると、酸化セリウムと酸化ランタンの触媒機構は主に、活性コーティングの触媒活性を向上させ、空燃比と触媒作用を自動的に調整し、担体の熱安定性と機械的強度を向上させることです。