Οξείδιο του δημητρίου, Ο μοριακός τύπος είναιCeO2, κινεζικό ψευδώνυμο:Οξείδιο του δημητρίου (IV)., μοριακό βάρος: 172,11500. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό στίλβωσης, καταλύτης, φορέας καταλύτη (βοηθός), απορροφητής υπεριώδους ακτινοβολίας, ηλεκτρολύτης κυψελών καυσίμου, απορροφητής καυσαερίων αυτοκινήτων, Ηλεκτροκεραμικά κ.λπ.
Χημική ιδιότητα
Σε θερμοκρασία 2000 ℃ και πίεση 15 MPa, το οξείδιο του δημητρίου (III) μπορεί να ληφθεί με αναγωγή υδρογόνου του οξειδίου του δημητρίου. Όταν η θερμοκρασία είναι ελεύθερη στους 2000 ℃ και η πίεση είναι ελεύθερη στα 5 MPa, το οξείδιο του δημητρίου είναι ελαφρώς κίτρινο, ελαφρώς κόκκινο και ροζ.
Φυσική ιδιοκτησία
Τα καθαρά προϊόντα είναι η λευκή βαριά σκόνη ή οι κυβικοί κρύσταλλοι, ενώ τα ακάθαρτα προϊόντα είναι ανοιχτό κίτρινο ή ακόμα και ροζ έως κοκκινωπό καφέ (λόγω της παρουσίας ιχνών ποσοτήτων λανθανίου, πρασεοδυμίου κ.λπ.).
Πυκνότητα 7,13 g/cm3, σημείο τήξης 2397 ℃, σημείο βρασμού 3500 ℃..
Αδιάλυτο σε νερό και αλκάλια, ελαφρώς διαλυτό σε οξύ.
Τοξική, μέση θανατηφόρα δόση (αρουραίος, από του στόματος) είναι περίπου 1 g/kg.
Μέθοδος παραγωγής
Η μέθοδος παραγωγής του οξειδίου του δημητρίου είναι κυρίως καταβύθιση οξαλικού οξέος, δηλαδή λήψη διαλύματος χλωριούχου δημητρίου ή νιτρικού δημητρίου ως πρώτη ύλη, ρύθμιση της τιμής Ph στο 2 με οξαλικό οξύ, προσθήκη αμμωνίας για την καθίζηση οξαλικού δημητρίου, θέρμανση, ωρίμανση, διαχωρισμός, πλύση , στέγνωμα στους 110 ℃ και καύση στους 900~1000 ℃ για να σχηματιστεί οξείδιο του δημητρίου.
CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl
Εφαρμογή
Οξειδωτικά μέσα. Καταλύτες για οργανική αντίδραση. Χρησιμοποιήστε πρότυπα δείγματα μετάλλων σπανίων γαιών για ανάλυση χάλυβα. Ανάλυση τιτλοδότησης οξειδοαναγωγής. Αποχρωματισμένο γυαλί. Γυάλινο σμάλτο ηλίου. Ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα.
Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στη βιομηχανία γυαλιού, ως υλικό λείανσης για γυαλί πλάκας, καθώς και ως ανθεκτικό στην υπεριώδη ακτινοβολία παράγοντα στα καλλυντικά. Προς το παρόν, έχει επεκταθεί στην λείανση γυαλιών, οπτικών φακών και σωλήνων εικόνας, παίζοντας ρόλο στον αποχρωματισμό, τη διαύγαση, την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας του γυαλιού και την απορρόφηση ηλεκτρονικών γραμμών.
Εφέ γυαλίσματος σπάνιων γαιών
Η σκόνη γυαλίσματος σπανίων γαιών έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας στίλβωσης, της υψηλής ομαλότητας και της μεγάλης διάρκειας ζωής. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή σκόνη γυαλίσματος – κόκκινη σκόνη σιδήρου, δεν μολύνει το περιβάλλον και αφαιρείται εύκολα από το κολλημένο αντικείμενο. Το γυάλισμα του φακού με γυαλιστική σκόνη οξειδίου του δημητρίου διαρκεί ένα λεπτό για να ολοκληρωθεί, ενώ η χρήση σκόνης γυαλίσματος οξειδίου του σιδήρου διαρκεί 30-60 λεπτά. Επομένως, η σκόνη στίλβωσης σπανίων γαιών έχει τα πλεονεκτήματα της χαμηλής δόσης, της γρήγορης ταχύτητας στίλβωσης και της υψηλής απόδοσης στίλβωσης. Και μπορεί να αλλάξει την ποιότητα στίλβωσης και το περιβάλλον λειτουργίας. Γενικά, η σκόνη στίλβωσης γυαλιού σπανίων γαιών χρησιμοποιεί κυρίως οξείδια πλούσια σε δημήτριο. Ο λόγος για τον οποίο το οξείδιο του δημητρίου είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική γυαλιστική ένωση είναι επειδή μπορεί ταυτόχρονα να γυαλίσει το γυαλί τόσο μέσω χημικής αποσύνθεσης όσο και μέσω μηχανικής τριβής. Η γυαλιστική σκόνη δημητρίου σπανίων γαιών χρησιμοποιείται ευρέως για γυάλισμα φωτογραφικών μηχανών, φακών φωτογραφικών μηχανών, σωλήνων τηλεόρασης, γυαλιών κ.λπ. Επί του παρόντος, υπάρχουν δεκάδες εργοστάσια στιλβωτικής σκόνης σπάνιων γαιών στην Κίνα, με κλίμακα παραγωγής άνω των δέκα τόνων. Η Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., μια ξένη κοινοπραξία από την Κίνα, είναι σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα εργοστάσια σκονών στίλβωσης σπάνιων γαιών στην Κίνα, με ετήσια παραγωγική δυναμικότητα 1200 τόνων και προϊόντα που πωλούνται εγχώρια και διεθνώς.
Αποχρωματισμός γυαλιού
Όλα τα γυαλιά περιέχουν οξείδιο του σιδήρου, το οποίο μπορεί να εισαχθεί στο γυαλί μέσω πρώτων υλών, άμμου, ασβεστόλιθου και σπασμένου γυαλιού σε συστατικά γυαλιού. Υπάρχουν δύο μορφές ύπαρξής του: η μία είναι ο δισθενής σίδηρος, που μετατρέπει το χρώμα του γυαλιού σε σκούρο μπλε και η άλλη είναι ο τρισθενής σίδηρος, που μετατρέπει το χρώμα του γυαλιού σε κίτρινο. Ο αποχρωματισμός είναι η οξείδωση των δισθενών ιόντων σιδήρου σε τρισθενή σίδηρο, επειδή η χρωματική ένταση του τρισθενούς σιδήρου είναι μόνο το ένα δέκατο αυτής του δισθενούς σιδήρου. Στη συνέχεια, προσθέστε ένα τόνερ για να εξουδετερώσετε το χρώμα σε ανοιχτό πράσινο χρώμα.
Τα στοιχεία σπανίων γαιών που χρησιμοποιούνται για τον αποχρωματισμό του γυαλιού είναι κυρίως το οξείδιο του δημητρίου και το οξείδιο του νεοδυμίου. Η αντικατάσταση του παραδοσιακού λευκού αρσενικού αποχρωματιστικού παράγοντα με αποχρωματιστικό γυαλιού σπανίων γαιών όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση, αλλά και αποφεύγει τη ρύπανση του λευκού αρσενικού. Το οξείδιο του δημητρίου που χρησιμοποιείται για τον αποχρωματισμό γυαλιού έχει πλεονεκτήματα όπως σταθερή απόδοση σε υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή τιμή και μη απορρόφηση ορατού φωτός.
Χρωματισμός γυαλιού
Τα ιόντα σπανίων γαιών έχουν σταθερά και φωτεινά χρώματα σε υψηλές θερμοκρασίες και χρησιμοποιούνται για την ανάμειξη στο υλικό για την κατασκευή διαφόρων χρωματιστών γυαλιών. Τα οξείδια σπάνιων γαιών όπως το νεοδύμιο, το πρασεοδύμιο, το έρβιο και το δημήτριο είναι εξαιρετικές χρωστικές ουσίες γυαλιού. Όταν το διαφανές γυαλί με χρωστικές σπάνιων γαιών απορροφά ορατό φως με μήκη κύματος που κυμαίνονται από 400 έως 700 νανόμετρα, εμφανίζει όμορφα χρώματα. Αυτά τα χρωματιστά γυαλιά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή αμπαζούρ ενδείξεων για αεροπορία και πλοήγηση, διάφορα οχήματα μεταφοράς και διάφορες καλλιτεχνικές διακοσμήσεις υψηλής ποιότητας.
Όταν το οξείδιο του νεοδυμίου προστίθεται στο γυαλί ασβεστίου νατρίου και στο γυαλί μολύβδου, το χρώμα του γυαλιού εξαρτάται από το πάχος του γυαλιού, την περιεκτικότητα σε νεοδύμιο και την ένταση της πηγής φωτός. Το λεπτό γυαλί είναι ανοιχτό ροζ και το παχύ γυαλί είναι μπλε μοβ. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διχρωμία νεοδυμίου. Το οξείδιο του πρασεοδυμίου παράγει πράσινο χρώμα παρόμοιο με το χρώμιο. Το οξείδιο του ερβίου (III) είναι ροζ όταν χρησιμοποιείται σε γυαλί Photochromism και κρυστάλλινο γυαλί. Ο συνδυασμός οξειδίου δημητρίου και διοξειδίου του τιτανίου κάνει το γυαλί κίτρινο. Το οξείδιο πρασεοδυμίου και το οξείδιο νεοδυμίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μαύρο γυαλί νεοδυμίου πρασεοδυμίου.
Διαυγαστικό σπανίων γαιών
Η χρήση οξειδίου του δημητρίου αντί του παραδοσιακού οξειδίου του αρσενικού ως παράγοντα διαύγασης γυαλιού για την αφαίρεση φυσαλίδων και ιχνοχρωμάτων έχει σημαντική επίδραση στην παρασκευή άχρωμων γυάλινων φιαλών. Το τελικό προϊόν έχει φθορισμό λευκού κρυστάλλου, καλή διαφάνεια και βελτιωμένη αντοχή γυαλιού και αντοχή στη θερμότητα. Ταυτόχρονα, εξαλείφει επίσης τη ρύπανση από αρσενικό στο περιβάλλον και το γυαλί.
Επιπλέον, η προσθήκη οξειδίου του δημητρίου σε καθημερινό γυαλί, όπως γυαλί κτιρίων και αυτοκινήτων, κρυστάλλινο γυαλί, μπορεί να μειώσει τη μετάδοση του υπεριώδους φωτός και αυτή η χρήση έχει προωθηθεί στην Ιαπωνία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Με τη βελτίωση της ποιότητας ζωής στην Κίνα, θα υπάρχει επίσης μια καλή αγορά. Η προσθήκη οξειδίου του νεοδυμίου στο γυάλινο κέλυφος ενός σωλήνα εικόνας μπορεί να εξαλείψει τη διασπορά του κόκκινου φωτός και να αυξήσει τη διαύγεια. Τα ειδικά γυαλιά με προσθήκες σπάνιων γαιών περιλαμβάνουν το γυαλί λανθανίου, το οποίο έχει υψηλό δείκτη διάθλασης και χαρακτηριστικά χαμηλής διασποράς και χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή διαφόρων φακών, προηγμένων καμερών και φακών κάμερας, ειδικά για συσκευές φωτογραφίας σε μεγάλο υψόμετρο. Γυαλί ανθεκτικό στην ακτινοβολία Ce, που χρησιμοποιείται για γυαλί αυτοκινήτου και κέλυφος γυαλιού τηλεόρασης. Το γυαλί νεοδυμίου χρησιμοποιείται ως υλικό λέιζερ και είναι το ιδανικότερο υλικό για γιγάντια λέιζερ, που χρησιμοποιείται κυρίως για συσκευές ελεγχόμενης πυρηνικής σύντηξης
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-06-2023