Cerio Oxide (IV) Struktur, egenskaper, bruker

Han Cerio Oxide (IV) U Zagical Oxide er et blek hvitt eller gult uorganisk fast stoff som produseres ved oksidasjon av cerium (CE) med oksygen til dets Valencia 4+. Den kjemiske formelen til det zagiske oksidet er administrerende direktør₂ Og det er det mest stabile oksidet av bakken.

Cerio (CE) er et element i Lanthanid-serien, som er inkludert i gruppen av landene som er løpende. Naturlig kilde til dette oksidet er Bastnasite -mineralet. I det kommersielle konsentratet til dette mineralet administrerende direktør₂ Det kan finnes i en omtrentlig andel på opptil 30% vekt%.

En prøve av Cerio Oxide (IV). Bilde tatt august 2005 av bruker: Walkerma. PD-Self Kilde: Wikipedia Commons

Administrerende direktør₂ Det kan lett oppnås ved oppvarming i luft eller oksygen fra Hill (III), CE (OH)₃, eller hvilken som helst bakkesalt (III), for eksempel oksalat, karbonat eller nitrat.

Administrerende direktør₂ Støkiometrisk kan oppnås ved høy temperaturreaksjon av bakke (III) oksid med elementært oksygen. Oksygen må være for mye og nok tid til å fullføre konverteringen av de forskjellige ikke-estokiometriske fasene som dannes, må være igjen til å fullføre.

Disse fasene består av flerfargede formel CEO -produkter_x (der X varierer mellom 1,5 og 2,0). De kalles også administrerende direktør_2-X, der x kan ha en verdi på opptil 0,3. Administrerende direktør₂ Det er den mest brukte EF -skjemaet i bransjen. Det har en lav toksisitetsklassifisering, spesielt på grunn av den dårlige vannløseligheten.

Bastnasite mineralprøve. Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] Kilde: Wikipedia Commons

[TOC]

Struktur

Cerio Oxide (IV) Støkiometrisk krystalliserer seg i kubikknettverket for fluoritt type (kaffe₂), med 8 ioner eller^2- I en kubikkstruktur koordinert med 4 CE -ioner⁴⁺.

Krystallinsk struktur av bakkeoksyd (IV). Benjah-BMM27 [Public Domain] Kilde: Wikipedia Commons

Nomenklatur

- Cerio Oxide (IV).

- Zagisk oksid.

- Ceriomioksid.

- Ceria.

- Støkiometrisk bakke: Materiale dannet fullstendig av administrerende direktør₂.

- Ikke-ekko-etisk Cerio Oxide: Materiale dannet av blandede oksider fra administrerende direktør₂ til administrerende direktør_1.5

Egenskaper

Fysisk tilstand

Blekgult faststoff. Farge er følsom for støkiometri og tilstedeværelsen av andre lantanider. Ikke -støkiometriske oksider er ofte blå.

Mohs hardhet

Omtrent 6-6.1.

Molekylær vekt

172,12 g/mol.

Smeltepunkt

2600 ºC omtrent.

Tetthet

7.132 g/cm³

Løselighet

Uoppløselig i kaldt og varmt vann. Løselig i konsentrert konsentrert svovelsyre. Uoppløselig i fortynnede syrer.

Brytningsindeks

2.2.

Andre egenskaper

Administrerende direktør₂ Det er et inert stoff, det blir ikke angrepet verken av sterke syrer eller alkalier. Imidlertid kan det oppløses av syrer i nærvær av reduksjonsmidler, for eksempel hydrogenperoksyd (h₂ENTEN₂) eller tinn (II), blant andre, generere Cerio Solutions (III).

Kan tjene deg: heterogent system

Presenterer høy termisk stabilitet. Gjennomgår ikke krystallografiske endringer i vanlige varmeintervaller.

Det hydratiserte derivatet (administrerende direktør₂.NH₂O) er et gult og gelatinøst bunnfall som oppnås når du behandler Cerio Solutions (IV) med baser.

Administrerende direktør₂ Det er dårlig absorbert av mage -tarmkanalen, så det har ingen giftige effekter.

applikasjoner

- I den metallurgiske industrien

Administrerende direktør₂ Det brukes i elektroder av visse sveiseteknologier, for eksempel wolframbue sveising med inert gass.

Oksidet er fint spredt gjennom wolframmatrisen. Til lave spenninger disse administrerende direktørpartiklene₂ Gi større pålitelighet enn wolfram.

- I glassindustrien

Glasspolering

Cerio Oxide er det mest effektive poleringsmidlet for de fleste kommersielle glasskomposisjoner. Administrerende direktør₂ har nesten erstattet andre poleringsoksider, for eksempel tro₂ENTEN₃, Silika og zro₂, På grunn av sin høyere poleringshastighet og renslighet, som øker ved å øke graden av oksydens renhet.

Kommersielle pulimentoer for glass basert på ceriumoksydpulver har definert partikkelstørrelser og kontrollert spredbarhet i vandige systemer.

Glasspoleringsprosessen krever vann og det som fjernes eller reformen er et mykere hydrert overflatelag. Poleringsmidlet må ha en MOHS -hardhet på omtrent 6,5, nær hardheten i de fleste glass.

Cerio Oxide in Water inneholder CE (IV) / EC (III) par som med deres oksydreduksjonsreaksjoner kan gi kjemisk hjelp under brudd på glasssilikatnettet.

Administrerende direktør₂ Med en høy grad av renhet brukes det til å behandle speil, TV -apparater, oftalmiske linser og presisjons optisk materiale.

Misfarging av glass

Administrerende direktør₂ kan misfarging av brus-cal glass for flasker, kanner og lignende. CE (iv) oksiderer troens urenheter (ii), som gir grønnblås farge, til tro (iii) som gir en gul farge 10 ganger svakere.

Strålingsbestandig glass

Tillegg av 1% administrerende direktør₂ Til glasset undertrykker misfarging eller mørkere glass forårsaket av bombardement av høye energielektroner i TV -glass. Det samme skjer i brukte vinduer i varme celler i kjernefysisk industri, siden det undertrykker avfargelsen indusert av gammastrålene.

Det antas at undertrykkelsesmekanismen avhenger av tilstedeværelsen av CE -ioner⁴⁺ og CE³⁺ I glassnettet.

Det kan tjene deg: Nukleær kjemi: Historie, studieretning, områder, applikasjoner

Lysfølsom glass

Noen glassformuleringer kan utvikle latente bilder som deretter kan konverteres til en permanent struktur eller farge.

Denne typen glass inneholder administrerende direktør₂ som absorberer UV -stråling og frigjør elektroner i glassmatrisen.

Gjennom påfølgende behandling genereres veksten av krystaller av andre forbindelser i glasset, noe som skaper detaljerte mønstre for elektronisk eller dekorativ bruk.

- I emaljer

For sin høye brytningsindeks -administrerende direktør₂ Det er et opacitetsmiddel i emaljesammensetninger som brukes som beskyttende belegg på metaller.

Den høye termiske stabiliteten og dens unike krystallografiske form gjennom hele temperaturintervallet som oppnås under emaljeprosessen, gjør det tilstrekkelig for bruk i emaljer for porselen.

I denne søknaden administrerende direktør₂ Gir ønsket hvitt deksel under emaljen brent. Det er ingrediensen som gir opacitet.

- I Circonio Ceramics

Circonium keramikk er en termisk isolator og brukes i applikasjoner med høy temperatur. Krever et tilsetningsstoff for å ha høy motstand og iherdighet. Legger til administrerende direktør₂ Et sirkoniumoksid et materiale med eksepsjonell iherdighet og god motstand oppstår.

Administrerende direktør -Doped Zirch Oxide₂ Det brukes i belegg for å fungere som termisk barriere på metalloverflater.

For eksempel, i de delene av flymotorene, beskytter disse beleggene mot de høye temperaturene som metaller vil bli utsatt for.

Jetmotor. Jeff Dahl, spansk oversettelse av Xavigivax [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)] Kilde: Wikipedia Commons

- I katalysatorer for kjøretøyutslippskontroll

Administrerende direktør₂ Det er en aktiv komponent i fjerning av miljøgifter fra kjøretøyutslipp. Dette skyldes i stor grad dens evne til å lagre eller frigjøre oksygen avhengig av forholdene som omgir det.

Den katalysator. Den har en katalysator som må oksidere ikke -quemados hydrokarboner, konvertere co -to co₂, og redusere nitrogenoksider, nei_x, a n₂ Jeg₂.

Katalytisk omformer av avgasser fra forbrenningsmotoren til et bilkjøretøy. Ahanix1989 på engelsk Wikipedia [Public Domain] Kilde: Wikipedia Commons

I tillegg til platina og andre katalytiske metaller, er den viktigste aktive komponenten i disse multifunksjonelle systemene administrerende direktør₂.

Hver katalytisk omformer inneholder 50-100 g administrerende direktør₂ fin delt, som oppfyller flere funksjoner. De viktigste er:

Det fungerer som en stabilisator med aluminiumoksyd med høyt overflateareal

Aluminiumoksyd med høyt overflateareal har en tendens til Sinterar, og mister det høye overflaten under drift ved høye temperaturer. Dette blir forsinket av tilstedeværelsen av administrerende direktør₂.

Kan tjene deg: dimetylanylin: struktur, egenskaper, syntese, bruk

Det oppfører seg som en oksygenlagring-librador

For sin evne til å danne ikke-øst-perkiometrisk administrerende direktør_2-X, Ceriumoksid (IV) gir elementært oksygen fra sin egen struktur i perioden med den dårlige oksygensyklusen/rik på drivstoff.

Dermed kan oksidasjonen av ikke -brente hydrokarboner som kommer fra motoren og konvertering av CO fortsette₂, selv når gass oksygen er utilstrekkelig.

Deretter, i perioden med oksygenrik syklus, tar den oksygen og oksidert igjen, og gjenvinner administrerende direktør støkiometrisk form₂.

Andre

Det fungerer som en upassende av den katalytiske kapasiteten til å redusere reduksjonen av nitrogenoksider ikke_x Nitrogen og oksygen.

- På kjemiske reaksjoner

I prosessene med katalytisk sprekker av raffinerier administrerende direktør₂ Det fungerer som en katalytisk oksidant som hjelper til med å konvertere SO₂ Til slik₃ og fremmer sulfatdannelse i spesifikke prosessfeller.

Administrerende direktør₂ Forbedrer aktiviteten til katalysatoren basert på jernoksid som brukes til å oppnå strekningen fra etylbenzen. Dette skyldes muligens den positive interaksjonen mellom oksyd -reduksjonspar (II) - Fe (III) og CE (III) - CE (IV).

- I biologiske og biomedisinske applikasjoner

Det har blitt funnet at administrerende direktør nanopartikler₂ De virker ved å eliminere frie radikaler, for eksempel superoksyd, hydrogen, hydroksyl og radikal nitrogenoksid.

De kan beskytte biologiske vev mot strålingsindusert skade, laserindusert retinal skade, øke levetiden til fotoreseptorceller, redusere ryggraden, redusere kronisk betennelse og fremme angiogenese eller dannelse av blodkar.

I tillegg er visse nanofibre som inneholder administrerende direktører nanopartikler₂ De har vist seg giftige mot bakteriestammer, og er lovende kandidater for bakteriedrepende applikasjoner.

- Andre bruksområder

Administrerende direktør₂ Det er et elektrisk isolerende materiale på grunn av dets utmerkede kjemiske stabilitet, høy relativt godtgjørelse (det har en høy tendens til å polarisere før påføring av et elektrisk felt) og krystallinsk nettverk som ligner på silisium.

Har funnet anvendelse i kondensator og lag med demping av superledermaterialer.

Det brukes også i gasssensorer, materialer for elektroder av faste oksydfjerner, oksygenpumper og oksygenmonitorer.

Referanser

1. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
2. Dans, j.C.; Emeléus, h.J.; Sir Ronald Nyholm og Trotman-Deckenson, til.F. (1973). Omfattende uorganisk kjemi. Volum 4. Pergamon Press.
3. Kirk-Ohmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volum 5. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
4. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte utgave. Volum A6. VCH Verlagsgellschaft MBH.
5. Casals, Eudald et al. (2012). Analyse og risiko for nanomaterialer i miljø- og matprøver. I forståelse av analytisk kjemi. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Mailadil t. Sebastian. (2008). Aluminia, Titania, ceria, silikat, wolgstate og andre materialer. I dielektriske materialer for trådløs kommunikasjon. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
7. Afeesh Rajan Unnithan, et al. (2015). Stillas med antibakterielle egenskaper. I nanoteknologiske applikasjoner for vevteknikk. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
8. Gottardi v., et al. (1979). Polering av overflaten av et glass undersøkt med en kjerneteknikk. Bulletin of the Spanish Ceramics and Glass Society, Vol. 18, nei. 3. Utvunnet fra oppslag.SECV.er.