Введение и применение оксида церия
I. Обзор продукта
Оксид церия (CeO₂), также известный как диоксид церия,Оксид церия – это оксид редкоземельного элемента церия, представляющий собой порошок от бледно-желтого до белого цвета. Будучи важным представителем редкоземельных соединений, оксид церия широко используется в полировке стекла, очистке выхлопных газов автомобилей, электронной керамике, новой энергетике и других областях благодаря своим уникальным химическим свойствам и каталитическим свойствам. Его температура плавления составляет около 2400 °C, он обладает хорошей химической стабильностью, нерастворим в воде и может сохранять стабильность при высоких температурах и в сильно окислительной среде.
В промышленном производстве,оксид церияОбычно оксид церия извлекается из церийсодержащих минералов (таких как фторуглеродная цериевая руда и монацит) кислотным выщелачиванием, экстракцией, осаждением, прокалкой и другими методами. В зависимости от чистоты и размера частиц его можно разделить на полировальный, каталитический, электронный и нанооксид. Среди них высокочистый нанооксид церия является основным материалом для высокотехнологичных применений.
II. Особенности продукта
Превосходная эффективность полировки:Оксид церияобладает химико-механической полирующей способностью, которая позволяет быстро удалять дефекты поверхности стекла и улучшать качество поверхности.
Сильная окислительно-восстановительная способность: обратимое превращение между Ce⁴⁺ и Ce³⁺ придает ему уникальную функцию хранения и высвобождения кислорода, особенно подходящую для каталитических реакций.
Высокая химическая стабильность: он с трудом вступает в реакцию с большинством кислот и оснований и может сохранять свои свойства в суровых условиях.
Высокая термостойкость: высокая температура плавления и термическая стабильность делают его пригодным для высокотемпературных процессов и электронной керамики.
Контролируемый размер частиц: размер частиц продукта можно регулировать от микрона до нанометра в соответствии с различными промышленными потребностями.
III. Основные области применения
1. Полировка стекла и оптики
Полировальный порошок на основе оксида церия является основным материалом для современной обработки стекла. Его химико-механическое воздействие позволяет эффективно удалять мельчайшие царапины и создавать зеркальный эффект. В основном используется для:
Полировка сенсорных экранов мобильных телефонов и компьютеров;
Прецизионная шлифовка высококачественных оптических линз и объективов камер;
Обработка поверхности ЖК-экранов и телевизионного стекла;
Прецизионная обработка изделий из хрусталя и оптического стекла.
По сравнению с традиционными полирующими материалами на основе оксида железа, оксид церия отличается более высокой скоростью полировки, более высокой яркостью поверхности и длительным сроком службы.
2. Автомобильный выхлопной катализатор
Оксид церия является ключевым компонентом автомобильных трёхкомпонентных каталитических нейтрализаторов. Он способен эффективно накапливать и выделять кислород, осуществлять каталитическую конверсию оксида углерода (CO), оксидов азота (NOₓ) и углеводородов (HC), тем самым снижая выбросы загрязняющих веществ от выхлопных газов автомобилей и обеспечивая соответствие всё более строгим экологическим стандартам.
3. Новая энергия и топливные элементы
Нанооксид церия может значительно улучшить проводимость и долговечность аккумуляторов, используя его в качестве электролита или межслойного материала в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ). Кроме того, оксид церия демонстрирует превосходные характеристики в процессах каталитического разложения водорода и в качестве добавки к литий-ионным аккумуляторам.
4. Электронная керамика и добавки к стеклу
Будучи важным сырьем для электронной керамики, оксид церия может использоваться для производства конденсаторов, термисторов, материалов для оптических фильтров и т. д. При добавлении в стекло он может способствовать его обесцвечиванию, повышению прозрачности и защите от ультрафиолетового излучения, а также улучшать долговечность и оптические свойства стекла.
5. Косметика и защитные материалы
Наночастицы оксида церия способны поглощать ультрафиолетовые лучи и часто используются в солнцезащитных кремах и средствах по уходу за кожей. Они обладают такими преимуществами, как неорганическая стабильность и низкая абсорбция кожей. Кроме того, их добавляют в промышленные покрытия для повышения коррозионной стойкости и защиты от старения.
6. Экологическое управление и химический катализ
Оксид церия находит важное применение в очистке промышленных газов, каталитическом окислении сточных вод и других областях. Высокая каталитическая активность оксида церия позволяет широко использовать его в таких процессах, как крекинг нефти и химический синтез.
IV. Тенденция развития
В связи с быстрым развитием новых отраслей энергетики, оптики, защиты окружающей среды и других отраслей промышленности, спрос наоксид церияПродолжает расти. Основные направления развития в будущем:
Нано- и высокопроизводительные: улучшение удельной площади поверхности и реакционной активности оксида церия с помощью нанотехнологий.
Экологичные и безопасные для окружающей среды полировальные материалы: разработка полировального порошка с низким уровнем загрязнения и высокой степенью утилизации для повышения эффективности использования ресурсов.
Расширение новой энергетической отрасли: имеются более широкие рыночные перспективы в области водородной энергетики, топливных элементов и материалов для хранения энергии.
Переработка ресурсов: Улучшить процесс извлечения редкоземельных элементов из отходов полировального порошка и катализатора выхлопных газов с целью сокращения отходов ресурсов.
V. Заключение
Благодаря превосходным полирующим свойствам, каталитической активности и стабильности оксид церия стал важным материалом для обработки стекла, очистки выхлопных газов автомобилей, производства электронной керамики и новых источников энергии. С развитием технологий и ростом спроса на экологически чистые технологии сфера применения оксида церия будет расширяться, а его рыночная стоимость и потенциал развития будут безграничны.