पार्श्वभूमी आणि सामान्य परिस्थिती
दुर्मिळ पृथ्वी घटकनियतकालिक सारणीमध्ये IIIB स्कॅंडियम, यट्रियम आणि लॅन्थॅनमचे फ्लोअरबोर्ड आहेत.l7 घटक आहेत.दुर्मिळ पृथ्वीमध्ये अद्वितीय भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत आणि ते उद्योग, शेती आणि इतर क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत.दुर्मिळ पृथ्वी संयुगांची शुद्धता थेट सामग्रीचे विशेष गुणधर्म निर्धारित करते.दुर्मिळ पृथ्वी सामग्रीची भिन्न शुद्धता विविध कार्यक्षमतेच्या आवश्यकतांसह सिरेमिक सामग्री, फ्लोरोसेंट सामग्री आणि इलेक्ट्रॉनिक सामग्री तयार करू शकते.सध्या, दुर्मिळ पृथ्वी उत्खनन तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, स्वच्छ दुर्मिळ पृथ्वी संयुगे चांगली बाजारपेठ उपलब्ध आहेत आणि उच्च-कार्यक्षमता दुर्मिळ पृथ्वी सामग्रीची तयारी स्वच्छ दुर्मिळ पृथ्वी संयुगांसाठी उच्च आवश्यकता पुढे करते.सेरिअम कंपाऊंडचे विस्तृत उपयोग आहेत आणि बहुतेक अनुप्रयोगांमध्ये त्याचा प्रभाव त्याच्या शुद्धता, भौतिक गुणधर्म आणि अशुद्धता सामग्रीशी संबंधित आहे.पृथ्वीच्या दुर्मिळ घटकांच्या वितरणामध्ये, हलक्या दुर्मिळ पृथ्वीच्या संसाधनांमध्ये सेरिअमचा वाटा सुमारे 50% आहे.उच्च शुद्धता असलेल्या सिरियमच्या वाढत्या वापरामुळे, सेरिअम संयुगांसाठी दुर्मिळ पृथ्वी सामग्री निर्देशांकाची आवश्यकता अधिक आणि उच्च आहे.सिरियम ऑक्साईडसेरिक ऑक्साईड आहे, CAS क्रमांक 1306-38-3 आहे, आण्विक सूत्र CeO2 आहे, आण्विक वजन: 172.11;सेरिअम ऑक्साईड हा दुर्मिळ पृथ्वी घटक सिरियमचा सर्वात स्थिर ऑक्साईड आहे.खोलीच्या तपमानावर हे फिकट पिवळे घन असते आणि गरम केल्यावर ते गडद होते.सेरिअम ऑक्साईड त्याच्या उत्कृष्ट कार्यक्षमतेमुळे ल्युमिनेसेंट सामग्री, उत्प्रेरक, पॉलिशिंग पावडर, यूव्ही शील्डिंग आणि इतर पैलूंमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.अलिकडच्या वर्षांत, याने अनेक संशोधकांची आवड निर्माण केली आहे.अलिकडच्या वर्षांत सिरियम ऑक्साईडची तयारी आणि कार्यप्रदर्शन हे संशोधनाचे केंद्र बनले आहे.
उत्पादन प्रक्रिया
पद्धत 1: खोलीच्या तपमानावर नीट ढवळून घ्यावे, 0.1mol/L च्या सेरियम सल्फेट द्रावणात 5.0mol/L चे सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावण घाला, pH मूल्य 10 पेक्षा जास्त समायोजित करा आणि पर्जन्य प्रतिक्रिया घडते.गाळ पंप केला गेला, अनेक वेळा डीआयोनाइज्ड पाण्याने धुतला गेला आणि नंतर 90 डिग्री सेल्सियस ओव्हनमध्ये 24 तास वाळवला गेला.पीसल्यानंतर आणि फिल्टर केल्यानंतर (कणांचा आकार 0.1 मिमी पेक्षा कमी), सिरियम ऑक्साईड मिळवला जातो आणि सीलबंद स्टोरेजसाठी कोरड्या जागी ठेवला जातो.पद्धत 2: कच्चा माल म्हणून सेरियम क्लोराईड किंवा सेरियम नायट्रेट घेणे, अमोनियाच्या पाण्याने pH मूल्य 2 वर समायोजित करणे, सेरिअम ऑक्सालेटमध्ये ऑक्सलेट जोडणे, गरम केल्यानंतर, क्युरिंग, वेगळे करणे आणि धुणे, 110 डिग्री सेल्सियस वर कोरडे करणे, नंतर 90 डिग्री सेल्सियस वर सेरियम ऑक्साईडवर जाळणे ~ 1000℃.सेरिअम ऑक्साईड आणि कार्बन पावडर यांचे मिश्रण कार्बन मोनोऑक्साइडच्या वातावरणात १२५० डिग्री सेल्सियस तापमानावर गरम करून सेरिअम ऑक्साईड मिळवता येते.
अर्ज
सेरिअम ऑक्साईडचा वापर काचेच्या उद्योगातील ऍडिटिव्ह्ज, प्लेट ग्लास ग्राइंडिंग मटेरियलसाठी केला जातो आणि ग्लास ग्राइंडिंग ग्लास, ऑप्टिकल लेन्स, काइनस्कोप, ब्लीचिंग, स्पष्टीकरण, अल्ट्राव्हायोलेट रेडिएशन आणि इलेक्ट्रॉनिक वायर शोषून घेणे इत्यादींसाठी त्याचा विस्तार केला जातो.हे चष्म्याच्या लेन्ससाठी अँटी-रिफ्लेक्टर म्हणून देखील वापरले जाते आणि काच हलका पिवळा करण्यासाठी सेरिअम टायटॅनियम पिवळा बनवण्यासाठी सिरियमचा वापर केला जातो.CaO-MgO-AI2O3-SiO2 प्रणालीमधील काचेच्या सिरेमिकच्या क्रिस्टलायझेशन आणि गुणधर्मांवर दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्सिडेशन फ्रंटचा विशिष्ट प्रभाव आहे.संशोधन परिणाम दर्शवितात की योग्य ऑक्सिडेशन फ्रंट जोडणे काचेच्या द्रवाचे स्पष्टीकरण प्रभाव सुधारण्यासाठी, फुगे दूर करण्यासाठी, काचेची रचना संक्षिप्त करण्यासाठी आणि सामग्रीचे यांत्रिक गुणधर्म आणि अल्कली प्रतिरोध सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहे.सिरीयम ऑक्साईडचे इष्टतम अतिरिक्त प्रमाण 1.5 आहे, जेव्हा ते सिरेमिक ग्लेझ आणि इलेक्ट्रॉनिक उद्योगात पायझोइलेक्ट्रिक सिरॅमिक पेनिट्रंट म्हणून वापरले जाते.हे उच्च क्रियाकलाप उत्प्रेरक, गॅस दिवा इनॅन्डेसेंट कव्हर, एक्स-रे फ्लोरोसेंट स्क्रीन (मुख्यतः लेन्स पॉलिशिंग एजंटमध्ये वापरले जाते) च्या निर्मितीमध्ये देखील वापरले जाते.रेअर अर्थ सेरियम पॉलिशिंग पावडर कॅमेरा, कॅमेरा लेन्स, टेलिव्हिजन पिक्चर ट्यूब, लेन्स इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.हे काच उद्योगात देखील वापरले जाऊ शकते.सेरिअम ऑक्साईड आणि टायटॅनियम डायऑक्साइड यांचा एकत्रित वापर करून काच पिवळा बनवता येतो.काचेच्या विरंगीकरणासाठी सिरियम ऑक्साईडमध्ये उच्च तापमान, कमी किंमत आणि दृश्यमान प्रकाश शोषून न घेता स्थिर कामगिरीचे फायदे आहेत.याव्यतिरिक्त, अतिनील प्रकाशाचा प्रसार कमी करण्यासाठी इमारती आणि कारमध्ये वापरल्या जाणार्‍या काचेमध्ये सिरियम ऑक्साईड जोडले जाते.दुर्मिळ पृथ्वीवरील ल्युमिनेसेंट सामग्रीच्या उत्पादनासाठी, उर्जा बचत दिव्यांच्या ल्युमिनेसेंट सामग्रीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या दुर्मिळ पृथ्वीच्या ट्राय-कलर फॉस्फरमध्ये आणि इंडिकेटर आणि रेडिएशन डिटेक्टरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या फॉस्फरमध्ये सिरियम ऑक्साईड सक्रिय करणारा म्हणून जोडला जातो.सेरिअम ऑक्साईड हा देखील मेटल सेरिअम तयार करण्यासाठी कच्चा माल आहे.याशिवाय, सेमीकंडक्टर मटेरियलमध्ये, उच्च श्रेणीतील रंगद्रव्ये आणि प्रकाशसंवेदनशील ग्लास सेन्सिटायझर, ऑटोमोटिव्ह एक्झॉस्ट प्युरिफायरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.ऑटोमोबाईल एक्झॉस्ट शुध्दीकरणासाठी उत्प्रेरक प्रामुख्याने हनीकॉम्ब सिरॅमिक (किंवा धातू) वाहक आणि पृष्ठभाग सक्रिय कोटिंग बनलेले आहे.सक्रिय कोटिंगमध्ये गॅमा-ट्रायॉक्साइडचे मोठे क्षेत्र, पृष्ठभागाचे क्षेत्र स्थिर करणारे ऑक्साईडचे योग्य प्रमाण आणि कोटिंगमध्ये विखुरलेले उत्प्रेरक क्रियाकलाप असलेली धातू असते.महागडा Pt, Rh डोस कमी करण्यासाठी, Pd चा डोस वाढवणे तुलनेने स्वस्त आहे, ऑटोमोबाईल एक्झॉस्ट शुद्धीकरण उत्प्रेरक कमी न करता उत्प्रेरकांची किंमत कमी करा, विविध कार्यक्षमतेच्या आधारे, सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या Pt.पीडी.आरएच टर्नरी उत्प्रेरक कोटिंगचे सक्रियकरण, सामान्यत: विशिष्ट प्रमाणात सेरिअम ऑक्साईड आणि लॅन्थॅनम ऑक्साईड जोडण्यासाठी संपूर्ण विसर्जन पद्धत, एक दुर्मिळ पृथ्वी उत्प्रेरक प्रभाव तयार करते.मौल्यवान धातू त्रयस्थ उत्प्रेरक.लॅन्थॅनम ऑक्साईड आणि सेरिअम ऑक्साईडचा उपयोग A-अ‍ॅल्युमिना सपोर्टेड नोबल मेटल कॅटॅलिस्टची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी सहायक म्हणून केला गेला.संशोधनानुसार, सेरियम ऑक्साईड आणि लॅन्थॅनम ऑक्साईडची उत्प्रेरक यंत्रणा मुख्यत्वे सक्रिय कोटिंगची उत्प्रेरक क्रिया सुधारणे, वायु-इंधन प्रमाण आणि उत्प्रेरक आपोआप समायोजित करणे आणि वाहकाची थर्मल स्थिरता आणि यांत्रिक शक्ती सुधारणे आहे.