Cérium, élément 58 du tableau périodique.
Cériumest le métal des terres rares le plus abondant et, avec l'élément yttrium précédemment découvert, il ouvre la porte à la découverte d'autresterre rareéléments.
En 1803, le scientifique allemand Klaprott a découvert un nouvel élément oxyde dans une pierre lourde rouge produite dans la petite ville suédoise de Vastras, qui paraissait ocre lorsqu'elle brûlait. Dans le même temps, les chimistes suédois Bezilius et Hissinger ont également découvert l'oxyde du même élément dans le minerai. Jusqu’en 1875, on obtenait du cérium métallique à partir d’oxyde de cérium fondu par électrolyse.
Cérium métalest très actif et peut brûler pour former de l'oxyde de cérium en poudre. L'alliage de cérium et de fer mélangé à d'autres éléments de terres rares peut produire de belles étincelles lorsqu'il frotte contre des objets durs, enflammant les combustibles environnants, et constitue un matériau clé dans les dispositifs d'allumage tels que les briquets et les bougies d'allumage. Il va également se brûler, accompagné de belles étincelles, de fer ajouté et autres Lanthanides, histoire de renforcer l'effet de ces étincelles. Un treillis en cérium ou imprégné de sels de cérium peut augmenter l'efficacité de la combustion du carburant et devenir une très excellente aide à la combustion, ce qui peut économiser du carburant. Le cérium est également un bon additif pour le verre, qui peut absorber les rayons ultraviolets et infrarouges, et est largement utilisé dans le verre automobile. Il peut non seulement empêcher les rayons ultraviolets, mais également réduire la température dans la voiture, économisant ainsi de l'électricité pour la climatisation.
D'autres applications du cérium reposent sur la conversion entre le cérium trivalent et le cérium tétravalent, qui possèdent des propriétés tout à fait uniques dans les métaux des terres rares. Cette caractéristique permet au cérium de stocker et de libérer efficacement l'oxygène, qui peut être utilisé dans les piles à combustible à oxyde solide pour catalyser le Redox, obtenant ainsi le mouvement directionnel des électrons pour former du courant. Les zéolites imprégnées de cérium et de lanthane peuvent servir de catalyseurs pour le craquage du pétrole lors du processus de raffinage. L'utilisation d'oxyde de cérium et de métaux précieux dans les convertisseurs catalytiques ternaires automobiles peut convertir les gaz de carburant nocifs en azote, dioxyde de carbone et eau non polluants, empêchant ainsi efficacement une grande quantité d'émissions d'échappement automobiles. En raison de sa capacité à absorber l’oxygène, les gens étudient également comment utiliser les nanoparticules d’oxyde de cérium dans le traitement antioxydant. Un système laser à semi-conducteurs développé par les États-Unis contient du cérium, qui peut être utilisé pour détecter des armes biologiques en surveillant la concentration de tryptophane, et peut également être utilisé pour la détection médicale.
En raison de ses propriétés photophysiques uniques, le cérium est également un catalyseur très important, qui permet de fabriquer desOxyde de cérium(IV)privilégié par les scientifiques dans le domaine des catalyseurs. Le 27 juillet 2018, le magazine Science a publié une réalisation scientifique majeure de l'équipe de Zuo Zhiwei de l'École des sciences et technologies des matériaux de l'Université ShanghaiTech : promouvoir la conversion du méthane avec la lumière. La clé du processus de conversion est de trouver un système de catalyse synergique bon marché et efficace composé d'un catalyseur à base de cérium et d'un catalyseur à base d'alcool, qui résout efficacement le problème scientifique de l'utilisation de l'énergie lumineuse pour convertir le méthane en produits liquides à température ambiante en une seule étape. nouvelle solution économique et respectueuse de l'environnement pour la conversion du méthane en produits chimiques à forte valeur ajoutée, comme le carburant propulseur des fusées.
Heure de publication : 01 août 2023