ossido di cerio, La formula molecolare èCeO2, alias cinese:ossido di cerio (IV), peso molecolare: 172,11500. Può essere utilizzato come materiale lucidante, catalizzatore, supporto per catalizzatori, assorbitore di raggi ultravioletti, elettrolita per celle a combustibile, assorbitore di gas di scarico per autoveicoli, elettroceramica, ecc.
Proprietà chimica
Alla temperatura di 2000 °C e alla pressione di 15 MPa, l'ossido di cerio (III) può essere ottenuto per riduzione con idrogeno dell'ossido di cerio. A una temperatura di 2000 °C e una pressione di 5 MPa, l'ossido di cerio è leggermente giallo, leggermente rosso e rosa.
Proprietà fisica
I prodotti puri sono una polvere bianca pesante o cristalli cubici, mentre i prodotti impuri sono di colore giallo chiaro o addirittura rosa o marrone rossastro (a causa della presenza di tracce di lantano, praseodimio, ecc.).
Densità 7,13 g/cm3, punto di fusione 2397 ℃, punto di ebollizione 3500 ℃.
Insolubile in acqua e alcali, leggermente solubile in acido.
Tossico, la dose letale media (ratto, orale) è di circa 1 g/kg.
Metodo di produzione
Il metodo di produzione dell'ossido di cerio è principalmente la precipitazione con acido ossalico, ovvero prendendo cloruro di cerio o una soluzione di nitrato di cerio come materia prima, regolando il valore del pH a 2 con acido ossalico, aggiungendo ammoniaca per precipitare l'ossalato di cerio, riscaldando, facendo maturare, separando, lavando, essiccando a 110 ℃ e bruciando a 900~1000 ℃ per formare l'ossido di cerio.
CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl
Applicazione
Agenti ossidanti. Catalizzatori per reazioni organiche. Utilizzare campioni standard di metalli delle terre rare per l'analisi dell'acciaio. Analisi di titolazione redox. Vetro scolorito. Parasole in vetro smaltato. Lega resistente al calore.
Utilizzato come additivo nell'industria del vetro, come materiale di macinazione per lastre di vetro e anche come agente resistente ai raggi UV in cosmetica. Attualmente, il suo utilizzo è stato esteso alla macinazione di vetri, lenti ottiche e tubi catodici, contribuendo alla decolorazione, alla chiarificazione, all'assorbimento UV del vetro e all'assorbimento delle linee elettriche.
Effetto lucidante delle terre rare
La polvere lucidante a base di terre rare offre i vantaggi di una rapida velocità di lucidatura, un'elevata scorrevolezza e una lunga durata. Rispetto alla tradizionale polvere lucidante, la polvere rosso ferro, non inquina l'ambiente ed è facile da rimuovere dall'oggetto aderente. La lucidatura di una lente con polvere lucidante a base di ossido di cerio richiede un minuto, mentre con la polvere lucidante a base di ossido di ferro occorrono 30-60 minuti. Pertanto, la polvere lucidante a base di terre rare offre i vantaggi di un basso dosaggio, una rapida velocità di lucidatura e un'elevata efficienza di lucidatura. Può inoltre modificare la qualità della lucidatura e l'ambiente operativo. Generalmente, la polvere lucidante a base di terre rare per il vetro utilizza principalmente ossidi ricchi di cerio. Il motivo per cui l'ossido di cerio è un composto lucidante estremamente efficace è la sua capacità di lucidare il vetro contemporaneamente sia per decomposizione chimica che per attrito meccanico. La polvere lucidante a base di terre rare per il cerio è ampiamente utilizzata per la lucidatura di fotocamere, obiettivi, tubi catodici, vetri, ecc. Attualmente, in Cina esistono decine di fabbriche di polvere lucidante a base di terre rare, con una scala di produzione di oltre dieci tonnellate. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., una joint venture sino-straniera, è attualmente una delle più grandi fabbriche di polvere per lucidatura di terre rare in Cina, con una capacità produttiva annua di 1200 tonnellate e prodotti venduti a livello nazionale e internazionale.
Decolorazione del vetro
Tutto il vetro contiene ossido di ferro, che può essere introdotto nel vetro attraverso materie prime, sabbia, calcare e frammenti di vetro presenti negli ingredienti del vetro. Esistono due forme di ossido di ferro: una è il ferro bivalente, che conferisce al vetro un colore blu scuro, e l'altra è il ferro trivalente, che conferisce al vetro un colore giallo. Lo scolorimento è l'ossidazione degli ioni di ferro bivalente in ferro trivalente, poiché l'intensità del colore del ferro trivalente è solo un decimo di quella del ferro bivalente. Quindi, aggiungere un toner per neutralizzare il colore e ottenere un verde chiaro.
Gli elementi delle terre rare utilizzati per la decolorazione del vetro sono principalmente l'ossido di cerio e l'ossido di neodimio. Sostituire il tradizionale agente decolorante all'arsenico bianco con un agente decolorante al vetro a base di terre rare non solo migliora l'efficienza, ma evita anche l'inquinamento da arsenico bianco. L'ossido di cerio utilizzato per la decolorazione del vetro offre vantaggi quali stabilità alle alte temperature, prezzo contenuto e nessun assorbimento di luce visibile.
Colorazione del vetro
Gli ioni di terre rare presentano colori stabili e brillanti ad alte temperature e vengono utilizzati per la miscelazione con il materiale e la produzione di vetri colorati. Gli ossidi di terre rare come neodimio, praseodimio, erbio e cerio sono eccellenti coloranti per il vetro. Quando il vetro trasparente con coloranti di terre rare assorbe la luce visibile con lunghezze d'onda comprese tra 400 e 700 nanometri, presenta colori splendidi. Questi vetri colorati possono essere utilizzati per realizzare paralumi per indicatori di direzione per l'aviazione e la navigazione, vari veicoli di trasporto e varie decorazioni artistiche di alta gamma.
Quando l'ossido di neodimio viene aggiunto al vetro sodico-calcico e al vetro al piombo, il colore del vetro dipende dal suo spessore, dal contenuto di neodimio e dall'intensità della sorgente luminosa. Il vetro sottile è rosa chiaro, mentre il vetro spesso è blu-viola. Questo fenomeno è chiamato dicroismo al neodimio; l'ossido di praseodimio produce una colorazione verde simile al cromo; l'ossido di erbio (III) è rosa quando utilizzato nel vetro fotocromico e nel vetro cristallo; la combinazione di ossido di cerio e biossido di titanio conferisce al vetro una colorazione gialla; l'ossido di praseodimio e l'ossido di neodimio possono essere utilizzati per ottenere il vetro nero praseodimio-neodimio.
Chiarificatore di terre rare
L'utilizzo dell'ossido di cerio al posto del tradizionale ossido di arsenico come agente chiarificante per il vetro per rimuovere bolle e tracce di elementi colorati ha un effetto significativo sulla preparazione di bottiglie di vetro incolore. Il prodotto finito presenta una fluorescenza cristallina bianca, un'ottima trasparenza e una migliore resistenza del vetro e del calore. Allo stesso tempo, elimina anche l'inquinamento da arsenico per l'ambiente e il vetro.
Inoltre, l'aggiunta di ossido di cerio al vetro di uso quotidiano, come quello per edifici e automobili, o al cristallo, può ridurre la trasmissione della luce ultravioletta, un utilizzo che è stato promosso in Giappone e negli Stati Uniti. Con il miglioramento della qualità della vita in Cina, si aprirà anche un mercato promettente. L'aggiunta di ossido di neodimio al rivestimento in vetro di un tubo catodico può eliminare la dispersione della luce rossa e aumentarne la nitidezza. Tra i vetri speciali con aggiunta di terre rare figurano il vetro al lantanio, che presenta un elevato indice di rifrazione e basse caratteristiche di dispersione ed è ampiamente utilizzato nella produzione di vari obiettivi, fotocamere avanzate e obiettivi per fotocamere, in particolare per dispositivi fotografici ad alta quota; il vetro antiradiazioni al Ce, utilizzato per i vetri delle auto e i rivestimenti in vetro dei televisori; il vetro al neodimio, utilizzato come materiale laser, è il materiale ideale per laser giganti, principalmente utilizzato per dispositivi a fusione nucleare controllata.
Data di pubblicazione: 06-07-2023