مركب الأرض النادرة السحري: أكسيد السيريوم

أكسيد السيريومالصيغة الجزيئية هيCeO2، الاسم المستعار الصيني:أكسيد السيريوم (الرابع).‎الوزن الجزيئي: 172.11500. يمكن استخدامه كمواد تلميع، ومحفز، وحامل محفز (مساعد)، وممتص للأشعة فوق البنفسجية، وإلكتروليت خلية الوقود، وممتص عوادم السيارات، والسيراميك الكهربائي، وما إلى ذلك.

خاصية كيميائية

عند درجة حرارة 2000 درجة مئوية وضغط 15 ميجا باسكال، يمكن الحصول على أكسيد السيريوم (III) عن طريق اختزال الهيدروجين لأكسيد السيريوم. عندما تكون درجة الحرارة حرة عند 2000 درجة مئوية، ويكون الضغط حرًا عند 5 ميجا باسكال، يكون أكسيد السيريوم أصفر قليلاً، وأحمر قليلاً، وورديًا.

الممتلكات المادية

المنتجات النقية هي مسحوق أبيض ثقيل أو بلورات مكعبة، في حين أن المنتجات غير النقية هي صفراء فاتحة أو حتى وردي إلى بني محمر (بسبب وجود كميات ضئيلة من اللانثانم، والبراسيوديميوم، وما إلى ذلك).

الكثافة 7.13 جم/سم3، نقطة الانصهار 2397 درجة مئوية، نقطة الغليان 3500 درجة مئوية..

غير قابلة للذوبان في الماء والقلويات، قابل للذوبان بشكل طفيف في حمض.

الجرعة السامة المتوسطة المميتة (الفئران، عن طريق الفم) هي حوالي 1 جرام/كجم.

طريقة الإنتاج

طريقة إنتاج أكسيد السيريوم هي بشكل أساسي ترسيب حمض الأكساليك، أي أخذ كلوريد السيريوم أو محلول نترات السيريوم كمواد خام، وضبط قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 2 مع حمض الأكساليك، وإضافة الأمونيا لترسيب أكسالات السيريوم، والتسخين، والنضج، والفصل، والغسيل. والتجفيف عند 110 درجة مئوية، والحرق عند درجة حرارة 900 ~ 1000 درجة مئوية لتكوين أكسيد السيريوم.

CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl

طلب

العوامل المؤكسدة. محفزات التفاعل العضوي. استخدم عينات قياسية من المعادن الأرضية النادرة لتحليل الفولاذ. تحليل معايرة الأكسدة والاختزال. زجاج متغير اللون. مظلة زجاجية من المينا. سبيكة مقاومة للحرارة.

يستخدم كمادة مضافة في صناعة الزجاج، كمادة طحن لألواح الزجاج، وأيضاً كعامل مقاوم للأشعة فوق البنفسجية في مستحضرات التجميل. في الوقت الحاضر، تم توسيعه ليشمل طحن النظارات والعدسات البصرية وأنابيب الصور، مما لعب دورًا في إزالة اللون والتوضيح وامتصاص الزجاج للأشعة فوق البنفسجية وامتصاص الخطوط الإلكترونية.

تأثير تلميع الأرض النادرة

يتميز مسحوق تلميع الأتربة النادرة بمزايا سرعة التلميع السريعة والنعومة العالية وعمر الخدمة الطويل. بالمقارنة مع مسحوق التلميع التقليدي - مسحوق الحديد الأحمر، فإنه لا يلوث البيئة ويسهل إزالته من الجسم الملتصق. يستغرق تلميع العدسة بمسحوق تلميع أكسيد السيريوم دقيقة واحدة، بينما يستغرق استخدام مسحوق تلميع أكسيد الحديد من 30 إلى 60 دقيقة. ولذلك، فإن مسحوق تلميع الأتربة النادرة يتميز بالجرعة المنخفضة، وسرعة التلميع السريعة، وكفاءة التلميع العالية. ويمكنه تغيير جودة التلميع وبيئة التشغيل. بشكل عام، مسحوق تلميع الزجاج الأرضي النادر يستخدم بشكل رئيسي أكاسيد السيريوم الغنية. السبب وراء كون أكسيد السيريوم مركب تلميع فعال للغاية هو أنه يمكنه تلميع الزجاج في نفس الوقت من خلال التحلل الكيميائي والاحتكاك الميكانيكي. يتم استخدام مسحوق تلميع السيريوم الأرضي النادر على نطاق واسع لتلميع الكاميرات، وعدسات الكاميرا، وأنابيب التلفزيون، والنظارات، وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، هناك العشرات من مصانع مسحوق تلميع الأتربة النادرة في الصين، مع حجم إنتاج يزيد عن عشرة أطنان. تعد شركة Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd.، وهي مشروع مشترك أجنبي صيني، حاليًا واحدة من أكبر مصانع مسحوق تلميع الأتربة النادرة في الصين، بقدرة إنتاجية سنوية تبلغ 1200 طن وتباع المنتجات محليًا ودوليًا.

إزالة اللون الزجاجي

يحتوي كل الزجاج على أكسيد الحديد، والذي يمكن إدخاله إلى الزجاج من خلال المواد الخام والرمل والحجر الجيري والزجاج المكسور في مكونات الزجاج. وهناك شكلان لوجوده: أحدهما حديد ثنائي التكافؤ، وهو الذي يحول لون الزجاج إلى اللون الأزرق الداكن، والآخر هو الحديد ثلاثي التكافؤ، الذي يحول لون الزجاج إلى اللون الأصفر. تغير اللون هو أكسدة أيونات الحديد ثنائي التكافؤ إلى حديد ثلاثي التكافؤ، لأن كثافة اللون للحديد ثلاثي التكافؤ لا تتجاوز عُشر كثافة الحديد ثنائي التكافؤ. ثم أضيفي التونر لتحييد اللون إلى اللون الأخضر الفاتح.

العناصر الأرضية النادرة المستخدمة لإزالة لون الزجاج هي بشكل رئيسي أكسيد السيريوم وأكسيد النيوديميوم. إن استبدال عامل إزالة اللون من الزرنيخ الأبيض التقليدي بعامل إزالة اللون من الزجاج الأرضي النادر لا يؤدي إلى تحسين الكفاءة فحسب، بل يتجنب أيضًا تلوث الزرنيخ الأبيض. يتميز أكسيد السيريوم المستخدم لإزالة لون الزجاج بمزايا مثل الأداء المستقر في درجات الحرارة العالية والسعر المنخفض وعدم امتصاص الضوء المرئي.

تلوين الزجاج

تتمتع الأيونات الأرضية النادرة بألوان ثابتة ومشرقة عند درجات حرارة عالية، وتستخدم لمزجها مع المواد لتصنيع النظارات الملونة المختلفة. تعتبر أكاسيد الأتربة النادرة مثل النيوديميوم والبراسيوديميوم والإربيوم والسيريوم من ملونات الزجاج الممتازة. عندما يمتص الزجاج الشفاف ذو الملونات الأرضية النادرة الضوء المرئي بأطوال موجية تتراوح من 400 إلى 700 نانومتر، فإنه يُظهر ألوانًا جميلة. يمكن استخدام هذا الزجاج الملون في صناعة أغطية المصابيح الإرشادية للطيران والملاحة، ومركبات النقل المختلفة، والديكورات الفنية المتنوعة الراقية.

عند إضافة أكسيد النيوديميوم إلى زجاج كالسيوم الصوديوم وزجاج الرصاص، يعتمد لون الزجاج على سمك الزجاج ومحتوى النيوديميوم وشدة مصدر الضوء. الزجاج الرقيق لونه وردي فاتح، والزجاج السميك لونه أزرق أرجواني. وتسمى هذه الظاهرة ثنائية اللون النيوديميوم. يُنتج أكسيد البراسيوديميوم لونًا أخضر مشابهًا للكروم؛ يكون أكسيد الإربيوم (III) ورديًا عند استخدامه في الزجاج الفوتوكروزمي والزجاج البلوري؛ مزيج أكسيد السيريوم وثاني أكسيد التيتانيوم يجعل الزجاج أصفر. يمكن استخدام أكسيد البراسيوديميوم وأكسيد النيوديميوم في زجاج البراسيوديميوم النيوديميوم الأسود.

منقي الأرض النادرة

إن استخدام أكسيد السيريوم بدلاً من أكسيد الزرنيخ التقليدي كعامل تنقية للزجاج لإزالة الفقاعات والعناصر الملونة النزرة له تأثير كبير على تحضير الزجاجات عديمة اللون. المنتج النهائي لديه فلورة كريستالية بيضاء، شفافية جيدة، وقوة زجاج محسنة ومقاومة للحرارة. وفي الوقت نفسه، فإنه يزيل أيضًا تلوث البيئة والزجاج بالزرنيخ.

بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة أكسيد السيريوم إلى الزجاج اليومي، مثل زجاج المباني والسيارات، والزجاج البلوري، يمكن أن يقلل من نفاذية الضوء فوق البنفسجي، وقد تم الترويج لهذا الاستخدام في اليابان والولايات المتحدة. ومع تحسن نوعية الحياة في الصين، سيكون هناك أيضًا سوق جيد. يمكن أن تؤدي إضافة أكسيد النيوديميوم إلى الغلاف الزجاجي لأنبوب الصورة إلى التخلص من تشتت الضوء الأحمر وزيادة الوضوح. تشمل النظارات الخاصة ذات الإضافات الأرضية النادرة زجاج اللانثانم، الذي يتميز بمعامل انكسار عالي وخصائص تشتت منخفضة، ويستخدم على نطاق واسع في تصنيع العدسات المختلفة والكاميرات المتقدمة وعدسات الكاميرا، خاصة لأجهزة التصوير الفوتوغرافي على ارتفاعات عالية؛ زجاج مقاوم للإشعاع CE، يستخدم لزجاج السيارات وقذيفة زجاج التلفزيون؛ يستخدم زجاج النيوديميوم كمادة ليزر وهو المادة المثالية لأجهزة الليزر العملاقة، ويستخدم بشكل رئيسي في أجهزة الاندماج النووي الخاضعة للرقابة