Cērija oksīda ieviešana un pielietojums
I. Produkta pārskats
Cērija oksīds (CeO₂), pazīstams arī kā cērija dioksīds,ir retzemju elementa cērija oksīds ar gaiši dzeltena vai balta pulvera izskatu. Kā nozīmīgs retzemju savienojumu pārstāvis, cērija oksīds tiek plaši izmantots stikla pulēšanā, automašīnu izplūdes gāzu attīrīšanā, elektroniskajā keramikā, jaunās enerģijas un citās jomās, pateicoties tā unikālajām ķīmiskajām īpašībām un katalītiskajām īpašībām. Tā kušanas temperatūra ir aptuveni 2400 ℃, tam ir laba ķīmiskā stabilitāte, tas nešķīst ūdenī un var saglabāt stabilitāti augstā temperatūrā un spēcīgi oksidējošā vidē.
Rūpnieciskajā ražošanā,cērija oksīdsparasti iegūst no cērija saturošiem minerāliem (piemēram, fluorogļūdeņraža cērija rūdas un monazīta) un to iegūst, izmantojot skābes izskalošanu, ekstrakciju, nogulsnēšanu, kalcinēšanu un citus procesus. Pēc tīrības pakāpes un daļiņu izmēra to var iedalīt pulēšanas, katalītiskās, elektroniskās un nanoklases produktos, starp kuriem augstas tīrības pakāpes nanocērija oksīds ir pamatmateriāls augstas klases lietojumprogrammām.
II. Produkta īpašības
Lieliska pulēšanas veiktspēja:Cērija oksīdspiemīt ķīmiski mehāniskās pulēšanas spējas, kas var ātri noņemt stikla virsmas defektus un uzlabot virsmas apdari.
Spēcīga redoksspēja: atgriezeniskā transformācija starp Ce⁴⁺ un Ce³⁺ piešķir tai unikālu skābekļa uzglabāšanas un atbrīvošanas funkciju, kas ir īpaši piemērota katalītiskām reakcijām.
Spēcīga ķīmiskā stabilitāte: Nav viegli reaģēt ar lielāko daļu skābju un bāzu, un tā var saglabāt veiktspēju skarbos apstākļos.
Augsta temperatūras izturība: Augstā kušanas temperatūra un termiskā stabilitāte padara to piemērotu augstas temperatūras procesiem un elektroniskajai keramikai.
Kontrolējams daļiņu izmērs: Produkta daļiņu izmēru var regulēt no mikrona līdz nanometram, lai apmierinātu dažādas rūpniecības vajadzības.
III. Galvenās pielietojuma jomas
1. Stikla un optiskā pulēšana
Cērija oksīda pulēšanas pulveris ir galvenais materiāls mūsdienu stikla apstrādē. Tā ķīmiski mehāniskā iedarbība var efektīvi noņemt sīkas skrambas un radīt spoguļa efektu. Galvenokārt izmanto:
Mobilo tālruņu un datoru skārienekrānu pulēšana;
Augstas klases optisko lēcu un kameru lēcu precīza slīpēšana;
LCD ekrānu un televizoru stikla virsmas apstrāde;
Precīza kristāla un optiskā stikla izstrādājumu apstrāde.
Salīdzinot ar tradicionālajiem dzelzs oksīda pulēšanas materiāliem, cērija oksīdam ir ātrs pulēšanas ātrums, augstāka virsmas spilgtums un ilgs kalpošanas laiks.
2. Automobiļu izplūdes gāzu katalizators
Cērija oksīds ir galvenā sastāvdaļa automobiļu trīsceļu katalizatoros. Tas var efektīvi uzglabāt un atbrīvot skābekli, veikt oglekļa monoksīda (CO), slāpekļa oksīdu (NOₓ) un ogļūdeņražu (HC) katalītisku pārveidošanu, tādējādi samazinot automobiļu izplūdes gāzu piesārņotāju emisijas un ievērojot arvien stingrākus vides standartus.
3. Jauna enerģija un degvielas elementi
Nanoksīda oksīds var ievērojami uzlabot akumulatoru vadītspēju un izturību kā elektrolīti vai starpslāņu materiāli cieto oksīdu degvielas elementos (SOFC). Vienlaikus cērija oksīds uzrāda arī izcilas īpašības ūdeņraža katalītiskās sadalīšanās un litija jonu akumulatoru piedevu jomā.
4. Elektroniskā keramika un stikla piedevas
Kā svarīga elektroniskās keramikas izejviela, cērija oksīds var tikt izmantots kondensatoru, termistoru, optisko filtru materiālu u. c. ražošanai. Pievienojot stiklam, tas var ietekmēt krāsas samazināšanu, caurspīdīguma uzlabošanu un UV aizsardzību, kā arī uzlabot stikla izturību un optiskās īpašības.
5. Kosmētika un aizsargmateriāli
Nanoksīda cērija oksīda daļiņas var absorbēt ultravioletos starus un bieži tiek izmantotas saules aizsargkrēmos un ādas kopšanas līdzekļos. Tām ir neorganiskas stabilitātes priekšrocības, un āda tās viegli neuzsūc. Vienlaikus tās pievieno rūpnieciskajiem pārklājumiem, lai uzlabotu izturību pret koroziju un pretnovecošanās spējas.
6. Vides pārvaldība un ķīmiskā katalīze
Cērija oksīdam ir nozīmīgs pielietojums rūpniecisko dūmgāzu attīrīšanā, notekūdeņu katalītiskajā oksidēšanā un citās jomās. Tā augstā katalītiskā aktivitāte padara to plaši izmantojamu tādos procesos kā naftas krekings un ķīmiskā sintēze.
IV. Attīstības tendence
Līdz ar jaunu enerģijas, optikas, vides aizsardzības un citu nozaru straujo attīstību pieaug pieprasījums pēccērija oksīdsturpina augt. Galvenie attīstības virzieni nākotnē ir šādi:
Nanotehnoloģijas un augstas veiktspējas tehnoloģijas: ar nanotehnoloģiju palīdzību uzlabot cērija oksīda īpatnējo virsmu un reakcijas aktivitāti.
Zaļi un videi draudzīgi pulēšanas materiāli: izstrādāt mazpiesārņojošus, augstas atgūstamības pulēšanas pulverus, lai uzlabotu resursu izmantošanu.
Jauna enerģijas jomas paplašināšana: Ūdeņraža enerģijas, degvielas elementu un enerģijas uzkrāšanas materiālu tirgus perspektīvas ir plašākas.
Resursu pārstrāde: stiprināt retzemju metālu atgūšanu no atkritumu pulēšanas pulvera un izplūdes gāzu katalizatora, lai samazinātu resursu izšķērdēšanu.
V. Secinājums
Pateicoties izcilajām pulēšanas īpašībām, katalītiskajai aktivitātei un stabilitātei, cērija oksīds ir kļuvis par svarīgu materiālu stikla apstrādē, automašīnu izplūdes gāzu attīrīšanā, elektroniskajā keramikā un jaunās enerģijas nozarēs. Attīstoties tehnoloģijām un pieaugot pieprasījumam pēc zaļajām nozarēm, cērija oksīda pielietojuma joma tiks vēl vairāk paplašināta, un tā tirgus vērtība un attīstības potenciāls būs neierobežots.