Ceroxid, Die Summenformel lautetCeO2, chinesischer Alias:Cer(IV)-oxid, Molekulargewicht: 172,11500. Es kann als Poliermaterial, Katalysator, Katalysatorträger (Hilfsmittel), UV-Absorber, Brennstoffzellenelektrolyt, Autoabgasabsorber, Elektrokeramik usw. verwendet werden.
Chemische Eigenschaften
Bei einer Temperatur von 2000 °C und einem Druck von 15 MPa kann Cer(III)-oxid durch Wasserstoffreduktion von Ceroxid gewonnen werden. Bei einer Temperatur von 2000 °C und einem Druck von 5 MPa ist das Ceroxid leicht gelb, leicht rot und rosa.
Physikalische Eigenschaften
Reine Produkte sind weißes, schweres Pulver oder kubische Kristalle, während unreine Produkte hellgelb oder sogar rosa bis rötlich-braun sind (aufgrund des Vorhandenseins von Spuren von Lanthan, Praseodym usw.).
Dichte 7,13 g/cm3, Schmelzpunkt 2397 °C, Siedepunkt 3500 °C.
Unlöslich in Wasser und Alkali, schwer löslich in Säure.
Giftig. Die mittlere letale Dosis (Ratte, oral) beträgt etwa 1 g/kg.
Produktionsmethode
Das Herstellungsverfahren für Ceroxid ist hauptsächlich die Oxalsäurefällung, d. h. man nimmt eine Cerchlorid- oder Cernitratlösung als Ausgangsmaterial, stellt den pH-Wert mit Oxalsäure auf 2 ein, gibt Ammoniak hinzu, um Ceroxalat auszufällen, erhitzt, reift, trennt, wäscht und trocknet bei 110 °C und brennt bei 900–1.000 °C, um Ceroxid zu bilden.
CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl
Anwendung
Oxidationsmittel. Katalysatoren für organische Reaktionen. Verwendung von Standardproben seltener Erden für die Stahlanalyse. Redox-Titrationsanalyse. Verfärbtes Glas. Emaillierter Sonnenschutz. Hitzebeständige Legierung.
Wird als Zusatzstoff in der Glasindustrie, als Schleifmittel für Flachglas und als UV-beständiges Mittel in Kosmetika verwendet. Derzeit wird es auch zum Schleifen von Gläsern, optischen Linsen und Bildröhren eingesetzt und spielt eine Rolle bei der Entfärbung, Klärung, UV-Absorption von Glas und der Absorption elektronischer Leitungen.
Seltenerd-Poliereffekt
Seltenerd-Polierpulver bietet die Vorteile einer hohen Poliergeschwindigkeit, hohen Glätte und langen Lebensdauer. Im Vergleich zu herkömmlichem Polierpulver – Eisenrotpulver – belastet es die Umwelt nicht und lässt sich leicht von haftenden Objekten entfernen. Das Polieren einer Linse mit Ceroxid-Polierpulver dauert eine Minute, während es mit Eisenoxid-Polierpulver 30–60 Minuten dauert. Daher bietet Seltenerd-Polierpulver die Vorteile einer geringen Dosierung, einer hohen Poliergeschwindigkeit und einer hohen Poliereffizienz. Zudem kann es die Polierqualität und die Einsatzbedingungen verbessern. In der Regel werden für Seltenerd-Glaspolierpulver hauptsächlich cerreiche Oxide verwendet. Ceroxid ist ein äußerst effektives Poliermittel, da es Glas sowohl durch chemische Zersetzung als auch durch mechanische Reibung polieren kann. Seltenerd-Cer-Polierpulver wird häufig zum Polieren von Kameras, Kameraobjektiven, Fernsehröhren, Gläsern usw. verwendet. Derzeit gibt es in China Dutzende von Fabriken für Seltenerd-Polierpulver mit einer Produktionskapazität von über zehn Tonnen. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., ein chinesisch-ausländisches Joint Venture, ist derzeit eine der größten Fabriken für Polierpulver aus seltenen Erden in China mit einer jährlichen Produktionskapazität von 1.200 Tonnen und im In- und Ausland verkauften Produkten.
Glasentfärbung
Jedes Glas enthält Eisenoxid, das durch Rohstoffe wie Sand, Kalkstein und Glassplitter in das Glas gelangen kann. Es gibt zwei Formen davon: zweiwertiges Eisen, das die Glasfarbe dunkelblau färbt, und dreiwertiges Eisen, das die Glasfarbe gelblich färbt. Verfärbung entsteht durch die Oxidation zweiwertiger Eisenionen zu dreiwertigem Eisen, da die Farbintensität von dreiwertigem Eisen nur ein Zehntel der von zweiwertigem Eisen beträgt. Anschließend wird die Farbe durch Zugabe eines Toners zu einem hellgrünen Farbton neutralisiert.
Die zur Glasentfärbung verwendeten Seltenerdelemente sind hauptsächlich Ceroxid und Neodymoxid. Der Ersatz des herkömmlichen weißen Arsenentfärbungsmittels durch ein Seltenerdglasentfärbungsmittel verbessert nicht nur die Effizienz, sondern vermeidet auch die Verschmutzung durch weißes Arsen. Ceroxid zur Glasentfärbung bietet Vorteile wie stabiles Hochtemperaturverhalten, niedrigen Preis und keine Absorption von sichtbarem Licht.
Glasfärbung
Seltenerdionen besitzen bei hohen Temperaturen stabile und leuchtende Farben und werden zur Herstellung verschiedenfarbiger Gläser verwendet. Seltenerdoxide wie Neodym, Praseodym, Erbium und Cer eignen sich hervorragend als Glasfarbstoffe. Wenn transparentes Glas mit Seltenerdfarbstoffen sichtbares Licht mit Wellenlängen von 400 bis 700 Nanometern absorbiert, entstehen wunderschöne Farben. Aus diesen farbigen Gläsern können Blinkerlampenschirme für die Luft- und Schifffahrt, verschiedene Transportfahrzeuge und hochwertige künstlerische Dekorationen hergestellt werden.
Wird Natrium-Calcium-Glas und Bleiglas Neodymoxid zugesetzt, hängt die Farbe des Glases von der Glasdicke, dem Neodymgehalt und der Intensität der Lichtquelle ab. Dünnes Glas ist hellrosa, dickes Glas blauviolett. Dieses Phänomen wird Neodymdichroismus genannt. Praseodymoxid erzeugt eine chromähnliche Grünfärbung. Erbium(III)-oxid ist in photochromem Glas und Kristallglas rosa. Die Kombination von Ceroxid und Titandioxid färbt das Glas gelb. Praseodymoxid und Neodymoxid können für Praseodym-Neodym-Schwarzglas verwendet werden.
Klärmittel für seltene Erden
Die Verwendung von Ceroxid anstelle von herkömmlichem Arsenoxid als Glasklärmittel zur Entfernung von Blasen und Spuren farbiger Elemente hat einen erheblichen Einfluss auf die Herstellung farbloser Glasflaschen. Das fertige Produkt weist eine weiße Kristallfluoreszenz, gute Transparenz sowie eine verbesserte Glasfestigkeit und Hitzebeständigkeit auf. Gleichzeitig wird die Arsenbelastung von Umwelt und Glas vermieden.
Darüber hinaus kann die Zugabe von Ceroxid zu Alltagsglas, wie beispielsweise Bau- und Autoglas sowie Kristallglas, die Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht verringern. Diese Verwendung wird in Japan und den USA gefördert. Mit der Verbesserung der Lebensqualität in China wird sich auch hier ein guter Markt entwickeln. Die Zugabe von Neodymoxid zum Glasgehäuse einer Bildröhre kann die Streuung von rotem Licht eliminieren und die Klarheit verbessern. Zu den Spezialgläsern mit Zusätzen seltener Erden gehört Lanthanglas mit seinem hohen Brechungsindex und seiner geringen Dispersion, das häufig bei der Herstellung verschiedener Objektive, moderner Kameras und Kameraobjektive, insbesondere für Geräte zur Höhenfotografie, verwendet wird. CE-strahlungsfestes Glas wird für Autoglas und Fernsehglasgehäuse verwendet. Neodymglas wird als Lasermaterial verwendet und ist das ideale Material für Großlaser, die hauptsächlich in Geräten zur kontrollierten Kernfusion eingesetzt werden.
Beitragszeit: 06.07.2023