Въведение и приложение на цериев оксид
I. Преглед на продукта
Цериев оксид (CeO₂), известен също като цериев диоксид,е оксид на редкоземния елемент церий, с бледожълт до бял прахообразен вид. Като важен представител на редкоземните съединения, цериевият оксид се използва широко в полирането на стъкло, пречистването на автомобилни отработени газове, електронната керамика, новата енергетика и други области, благодарение на своите уникални химични свойства и каталитични свойства. Точката му на топене е около 2400℃, има добра химическа стабилност, неразтворим е във вода и може да остане стабилен при висока температура и силна окислителна среда.
В промишленото производство,цериев оксидОбикновено се извлича от минерали, съдържащи церий (като флуоровъглеродна цериева руда и моназит) и се получава чрез киселинно излугване, екстракция, утаяване, калциниране и други процеси. Според чистотата и размера на частиците, може да се раздели на продукти с полиращ клас, каталитичен клас, електронен клас и наноклас, сред които високочистият наноцериев оксид е основният материал за висок клас приложения.
II. Характеристики на продукта
Отлично полиращо действие:Цериев оксидима способност за химическо механично полиране, която може бързо да премахне дефектите на стъклената повърхност и да подобри повърхностното покритие.
Силна редокс способност: Обратимата трансформация между Ce⁴⁺ и Ce³⁺ му придава уникална функция за съхранение и освобождаване на кислород, особено подходяща за каталитични реакции.
Силна химическа стабилност: Не е лесно да реагира с повечето киселини и основи и може да поддържа производителност при тежки условия.
Устойчивост на висока температура: Високата точка на топене и термичната стабилност го правят подходящ за високотемпературни процеси и електронна керамика.
Контролируем размер на частиците: Размерът на частиците на продукта може да се регулира от микрон до нанометър, за да отговори на различните индустриални нужди.
III. Основни области на приложение
1. Полиране на стъкло и оптика
Полиращият прах от цериев оксид е основният материал за съвременната обработка на стъкло. Неговото химико-механично действие може ефективно да премахне малки драскотини и да създаде огледален ефект. Използва се главно за:
Полиране на сензорни екрани на мобилни телефони и компютри;
Прецизно шлифоване на висококачествени оптични лещи и обективи за фотоапарати;
Повърхностна обработка на LCD екрани и телевизионно стъкло;
Прецизна обработка на кристални и оптични стъклени изделия.
В сравнение с традиционните полиращи материали от железен оксид, цериевият оксид има бърза скорост на полиране, по-висока повърхностна яркост и дълъг експлоатационен живот.
2. Катализатор за отработени газове на автомобили
Цериевият оксид е ключов компонент в автомобилните трикомпонентни катализатори. Той може ефективно да съхранява и освобождава кислород, да осъществява каталитичното преобразуване на въглероден оксид (CO), азотни оксиди (NOₓ) и въглеводороди (HC), като по този начин намалява емисиите на замърсители от отработените газове на автомобилите и отговаря на все по-строгите екологични стандарти.
3. Нова енергия и горивни клетки
Наноцериевият оксид може значително да подобри проводимостта и издръжливостта на батериите като електролити или междинни материали в твърдооксидни горивни клетки (SOFC). В същото време, цериевият оксид показва отлични резултати и в областта на каталитичното разлагане на водород и добавките за литиево-йонни батерии.
4. Електронна керамика и добавки за стъкло
Като важна суровина за електронна керамика, цериевият оксид може да се използва за производството на кондензатори, термистори, оптични филтърни материали и др. Когато се добави към стъклото, той може да играе роля в обезцветяването, подобряването на прозрачността и UV защитата, както и да подобри издръжливостта и оптичните свойства на стъклото.
5. Козметика и защитни материали
Наночастиците от цериев оксид могат да абсорбират ултравиолетовите лъчи и често се използват в слънцезащитни продукти и продукти за грижа за кожата. Те имат предимствата на неорганична стабилност и не се абсорбират лесно от кожата. В същото време се добавят към индустриални покрития, за да подобрят устойчивостта на корозия и способността си да противодействат на стареенето.
6. Управление на околната среда и химичен катализ
Цериевият оксид има важни приложения в пречистването на промишлени отпадъчни газове, каталитичното окисление на отпадъчни води и други области. Високата му каталитична активност го прави широко използван в процеси като крекинг на нефт и химичен синтез.
IV. Тенденция на развитие
С бързото развитие на новата енергия, оптиката, опазването на околната среда и други индустрии, търсенето нацериев оксидпродължава да расте. Основните насоки за развитие в бъдеще включват:
Нано- и високопроизводителни: подобряване на специфичната повърхност и реакционната активност на цериевия оксид чрез нанотехнологии.
Зелени и екологични полиращи материали: разработване на полиращ прах с ниско замърсяване и висока степен на възстановяване, за да се подобри използването на ресурсите.
Разширяване на новото енергийно поле: Съществува по-широка пазарна перспектива във водородната енергия, горивните клетки и материалите за съхранение на енергия.
Рециклиране на ресурси: Засилване на оползотворяването на редкоземни елементи от полиращи прахове и катализатори за отработени газове, за да се намали разхищението на ресурси.
V. Заключение
Благодарение на отличните си полиращи свойства, каталитичната активност и стабилност, цериевият оксид се е превърнал във важен материал за обработката на стъкло, обработката на автомобилни отработени газове, електронната керамика и новите енергийни индустрии. С напредъка на технологиите и нарастващото търсене на зелени индустрии, обхватът на приложение на цериевия оксид ще се разшири допълнително, а пазарната му стойност и потенциалът за развитие ще бъдат неограничени.