Oxyde de cériumLa formule moléculaire estCeO2Alias chinois :Oxyde de cérium (IV)Poids moléculaire : 172,11500. Il peut être utilisé comme matériau de polissage, catalyseur, support de catalyseur (assistant), absorbeur d'ultraviolets, électrolyte pour pile à combustible, absorbeur d'échappement automobile, électrocéramique, etc.
Propriété chimique
À une température de 2000 °C et une pression de 15 MPa, l'oxyde de cérium(III) peut être obtenu par réduction de l'oxyde de cérium par l'hydrogène. À une température de 2000 °C et une pression de 5 MPa, l'oxyde de cérium est légèrement jaune, légèrement rouge et rose.
Propriété physique
Les produits purs sont des poudres lourdes blanches ou des cristaux cubiques, tandis que les produits impurs sont jaune clair ou même roses à brun rougeâtre (en raison de la présence de traces de lanthane, de praséodyme, etc.).
Densité 7,13 g/cm3, point de fusion 2397 ℃, point d'ébullition 3500 ℃.
Insoluble dans l'eau et les alcalis, légèrement soluble dans l'acide.
Toxique, la dose létale médiane (rat, orale) est d'environ 1 g/kg.
Méthode de production
La méthode de production d'oxyde de cérium est principalement la précipitation à l'acide oxalique, c'est-à-dire en prenant une solution de chlorure de cérium ou de nitrates de cérium comme matière première, en ajustant la valeur du pH à 2 avec de l'acide oxalique, en ajoutant de l'ammoniac pour précipiter l'oxalate de cérium, en chauffant, en faisant mûrir, en séparant, en lavant, en séchant à 110 ℃ et en brûlant à 900~1000 ℃ pour former de l'oxyde de cérium.
CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl
Application
Agents oxydants. Catalyseurs pour réactions organiques. Utilisation d'échantillons étalons de métaux des terres rares pour l'analyse de l'acier. Analyse par titrage redox. Verre décoloré. Pare-soleil en verre émaillé. Alliage résistant à la chaleur.
Utilisé comme additif dans l'industrie du verre, comme matériau de meulage pour le verre plat et comme agent anti-UV dans les cosmétiques, il est aujourd'hui utilisé pour le meulage du verre, des lentilles optiques et des tubes cathodiques, jouant un rôle dans la décoloration, la clarification, l'absorption des UV du verre et l'absorption des lignes électroniques.
Effet de polissage des terres rares
La poudre de polissage aux terres rares présente les avantages d'un polissage rapide, d'une grande douceur et d'une longue durée de vie. Comparée à la poudre de polissage traditionnelle (poudre rouge de fer), elle est respectueuse de l'environnement et s'enlève facilement de l'objet collé. Le polissage d'une lentille avec de la poudre de polissage à l'oxyde de cérium prend une minute, tandis qu'avec de la poudre de polissage à l'oxyde de fer, il faut compter entre 30 et 60 minutes. Par conséquent, la poudre de polissage aux terres rares présente les avantages d'un faible dosage, d'une vitesse de polissage rapide et d'une efficacité de polissage élevée. Elle peut également améliorer la qualité du polissage et l'environnement d'utilisation. Généralement, la poudre de polissage du verre aux terres rares utilise principalement des oxydes riches en cérium. L'oxyde de cérium est un composé de polissage extrêmement efficace car il peut polir le verre simultanément par décomposition chimique et friction mécanique. La poudre de polissage au cérium et aux terres rares est largement utilisée pour le polissage des appareils photo, des objectifs d'appareils photo, des tubes de télévision, des lunettes, etc. Il existe actuellement des dizaines d'usines de fabrication de poudres de polissage aux terres rares en Chine, avec une capacité de production de plus de dix tonnes. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., une coentreprise sino-étrangère, est actuellement l'une des plus grandes usines de poudre de polissage de terres rares en Chine, avec une capacité de production annuelle de 1 200 tonnes et des produits vendus au niveau national et international.
Décoloration du verre
Tout verre contient de l'oxyde de fer, qui peut être introduit dans le verre par l'intermédiaire des matières premières, du sable, du calcaire et des débris de verre. Il existe deux formes d'oxyde de fer : le fer divalent, qui donne au verre une couleur bleu foncé, et le fer trivalent, qui donne au verre une couleur jaune. La décoloration est l'oxydation des ions fer divalents en fer trivalent, car l'intensité de la couleur du fer trivalent n'est que dix fois inférieure à celle du fer divalent. On ajoute ensuite un toner pour neutraliser la couleur et obtenir un vert clair.
Les terres rares utilisées pour la décoloration du verre sont principalement l'oxyde de cérium et l'oxyde de néodyme. Remplacer l'agent de décoloration traditionnel à base d'arsenic blanc par un agent de décoloration du verre à base de terres rares améliore non seulement l'efficacité, mais évite également la pollution par l'arsenic blanc. L'oxyde de cérium utilisé pour la décoloration du verre présente des avantages tels qu'une performance stable à haute température, un faible coût et une absence d'absorption de la lumière visible.
Coloration du verre
Les ions de terres rares présentent des couleurs stables et vives à haute température et sont utilisés pour se fondre dans le matériau afin de fabriquer divers verres colorés. Les oxydes de terres rares tels que le néodyme, le praséodyme, l'erbium et le cérium sont d'excellents colorants pour le verre. Lorsque le verre transparent contenant des colorants de terres rares absorbe la lumière visible de longueurs d'onde comprises entre 400 et 700 nanomètres, il présente de magnifiques couleurs. Ces verres colorés peuvent être utilisés pour la fabrication d'abat-jour pour indicateurs lumineux destinés à l'aviation et à la navigation, à divers véhicules de transport et à diverses décorations artistiques haut de gamme.
Lorsque de l'oxyde de néodyme est ajouté au verre sodocalcique et au verre au plomb, la couleur du verre dépend de son épaisseur, de sa teneur en néodyme et de l'intensité lumineuse. Le verre fin est rose clair, tandis que le verre épais est bleu-violet. Ce phénomène est appelé dichroïsme du néodyme. L'oxyde de praséodyme produit une couleur verte similaire à celle du chrome. L'oxyde d'erbium(III) est rose lorsqu'il est utilisé dans le verre photochromique et le verre cristal. La combinaison d'oxyde de cérium et de dioxyde de titane donne au verre une teinte jaune. L'oxyde de praséodyme et l'oxyde de néodyme peuvent être utilisés pour le verre noir praséodyme-néodyme.
Clarificateur de terres rares
L'utilisation d'oxyde de cérium à la place de l'oxyde d'arsenic traditionnel comme agent clarifiant du verre pour éliminer les bulles et les traces d'éléments colorés a un effet significatif sur la préparation des bouteilles en verre incolore. Le produit fini présente une fluorescence cristalline blanche, une bonne transparence et une résistance accrue du verre et à la chaleur. Parallèlement, il élimine la pollution de l'environnement et du verre par l'arsenic.
De plus, l'ajout d'oxyde de cérium aux verres courants, tels que le verre de construction et d'automobile, ainsi que le verre cristal, peut réduire la transmission des ultraviolets. Cette utilisation est encouragée au Japon et aux États-Unis. L'amélioration de la qualité de vie en Chine devrait également créer un marché prometteur. L'ajout d'oxyde de néodyme à la coque en verre d'un tube cathodique permet d'éliminer la dispersion de la lumière rouge et d'améliorer la clarté. Parmi les verres spéciaux contenant des terres rares, on trouve le verre au lanthane, doté d'un indice de réfraction élevé et d'une faible dispersion, largement utilisé dans la fabrication de divers objectifs, d'appareils photo de pointe et d'objectifs d'appareils photo, notamment pour les appareils photo à haute altitude ; le verre anti-radiations CE, utilisé pour le verre automobile et les coques de téléviseurs ; le verre au néodyme, utilisé comme matériau laser, est idéal pour les lasers géants, principalement utilisés dans les dispositifs de fusion nucléaire contrôlée.
Date de publication : 06/07/2023