35 ceriumtoepassingen in verschillende industrieën (feiten die u moet weten!)

by

Cerium is het meest voorkomende lid van de reeks elementen die bekend staat als lanthaniden. Laten we in dit artikel enkele belangrijke toepassingen van cerium bespreken.

De toepassingen van cerium staan ​​​​hieronder vermeld -

  • Metallurgische toepassingen
  • Glas- en keramiektoepassingen
  • Katalytische en chemische toepassingen
  • Kleurstof en pigmenten
  • Elektronica

De technologische toepassingen van cerium berusten voornamelijk op de hoge thermodynamische affiniteit voor zuurstof en zwavel, potentiële redoxchemie waarbij cerium (III) en cerium (IV) betrokken zijn, en de absorptie- / excitatie-energiebanden die verband houden met de elektronische structuur. Laten we eens kijken naar de toepassingen van cerium.

Metallurgische toepassingen

  1. Ceriumhoudende ferrolegeringen worden gebruikt om de fysische eigenschappen van hogesterkte/laaggelegeerde (HSLA) staalsoorten te verbeteren.
  2. cerium biedt controle over de morfologie van grafiet om te produceren sferulitisch of vermiculaire kristallieten.
  3. Cerium wordt gebruikt om zuurstof en zwavel uit de smelt te bevrijden door de vorming van stabiele lanthanide-oxysulfiden van gietijzer.
  4. Cerium wordt gebruikt als pyrofoor ijzer-mischmetaal (60%) legering voor lichtere vuurstenen.
  5. Reactieve legeringen op basis van cerium, zoals Th2Al-MM, kan worden gebruikt als getters voor elektronische apparatuur en vacuümbuizen.
  6. cerium gebruikt als alternatief voor nikkel en kobalt voor het maken van superlegeringen.
  7. cerium wordt gebruikt verbeter de oxydatieweerstand en het werkende leven van legering.
  8. Ce wordt gebruikt voor het verwijderen van een spoorhoeveelheid zwavelonzuiverheden van de metaalkristallietgrenzen en voor modificatie van legering.
  9. Snelle stolling van cerium van aluminiumlegering dat als additief wordt gebruikt.
  10. Fabricage van op aluminium gebaseerde legeringen zoals Al-Fe binaire en ternaire Al-Fe-Ce-verbindingen Cerium wordt gebruikt.
  11. cerium Gebruikt bij verchromen in de waterige vorm van hexaaquochromium (III) ion.

Glas- en keramiektoepassingen

  1. Een schuurmiddel met een ceriumbasis dat de slijpbaarheid verbetert en een zeer nauwkeurig gepolijst oppervlak creëert.
  2. Cerium wordt gebruikt om tv-frontplaten en spiegels te vervaardigen.
  3. De fotostabiliteit van pigmenten kan worden verbeterd door het oppervlakte-additief van cerium.
  4. De snelheid waarmee bepaalde pigmenten, zoals titaandioxide, donkerder worden bij blootstelling aan licht, kan worden verminderd door cerium.
  5. Het maken van hoog stralingsbestendig glas door hoogenergetische elektronen van cerium.
  6. Het glas bevat ceriumionen die ultraviolette straling absorberen en elektronen vrijgeven in de glasmatrix die lichtgevoelig glas wordt genoemd.
  7. Brillen met zeer gedetailleerde patronen kunnen worden geproduceerd door zilverionen gemengd met Ce-ionen.
  8. Cerium gebruikt als dunne oppervlaktecoatings die worden aangebracht op optische componenten om de prestaties te verbeteren.

Katalytische en chemische toepassingen

  1. Er worden verschillende katalysatoren gebruikt om ruwe olie om te zetten in fracties met een lager molecuulgewicht, zoals benzine met cerium.
  2. Cerium wordt gebruikt om in de zeolietporiën te binden en een hoge elektrische veldgradiënt te creëren.
  3. De lanthaniden en cerium worden gebruikt om de katalysatoren een hoge kraakactiviteit te geven, vooral om brandstof met een laag octaangehalte te produceren uit zware ruwe olie-grondstoffen.
  4. Cerium is het meest gebruikte uitlaatcontroleapparaat en bestaat uit een keramische monoliet met een dunwandige.
  5. Cerium wordt gebruikt om zwaveldioxide te verwijderen in het katalytische kraakproces (FCC) van de raffinaderij in zwavelhoudende ruwe oliefracties.
  6. Cerium genereert radicaal als polymeerinitiator.
  7. Een op alkali gebaseerde katalysator op basis van ijzeroxide en de toevoeging van cerium worden gebruikt om styreen uit ethylbenzeen te produceren.
  8. De ammoxidatie van propyleen om acrylonitril te produceren wordt uitgevoerd over een katalytisch actief ceriumcomplex.
  9. Op cerium gebaseerde katalysator wordt ook gebruikt in redoxkoppels voor zuurstof en elektronenoverdracht.
  10. Ceriumfluoride kan worden gebruikt als toevoeging aan smeermiddelformuleringen om extreme druk te verbeteren.
  11. Cerium wordt gebruikt bij koolstofboogverlichting, elektrische energie wordt omgezet in zichtbare stralingsenergie.

Kleurstof en pigmenten

  1. De fotostabiliteit van pigmenten kan worden verbeterd door de toevoeging van cerium, omdat het pigmenten voorziet van licht snelheid en voorkomt dat heldere polymeren donker worden in zonlicht.
  2. Als een anorganisch pigment is het levendig rode cerium (III) sulfide (ceriumsulfide rood), dat tot zeer hoge temperaturen chemisch inert blijft.

Fosfor/luminescentie toepassingen

  1. Cerium is een essentieel onderdeel als a dotering voor fosforen die worden gebruikt in CRT-tv-schermen, fluorescentielampen en later witte lichtgevende diodes.
  2. Het meest gebruikte voorbeeld is cerium (III)-gedoteerd yttrium-aluminium-granaat (Ce: YAG) dat groen tot geelgroen licht uitzendt (550–530 nm) en zich ook gedraagt ​​als een scintillator.
  3. Ceriumhoudend fosfor wordt gebruikt als gastheerrooster met een zeer efficiënte emissie in specifieke kathodestraalbuistoepassingen.

Elektronica

  1. Een elektrolyt in een energiecel (100A) heeft een redo-paar van cerium.
  2. Cerium-gemodificeerd gedoteerd strontiumtitanaat is een deel van composities voor elektrochemische cellen.
  3. Ceria is ook gebruikt als vervanging voor zijn radioactieve soortgenoot thora.
Schermafbeelding 2023 01 23 233004
Gebruik van cerium op verschillende gebieden

Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen het gebruik van Cesium en Cerium in industrieën?

Cesiumgebruik in industrieën zijn voornamelijk gecentreerd rond de atomaire eigenschappen ervan, zoals het vermogen om de tijd nauwkeurig te meten in atoomklokken en zijn rol bij de productie van fotocellen voor industriële toepassingen. Aan de andere kant wordt cerium veel gebruikt in katalysatoren, glasproductie en polijstmiddelen. Deze verschillen in hun industriële toepassingen benadrukken de verschillende chemische en fysische eigenschappen van cesium en cerium.

Ceriumchloride gebruikt

Cerous chloride hydraat CeCl3 nH2O, meestal met n = 6, heeft bij verhitting de neiging om cerous oxychloride, CeOCl, te vormen. Laten we enkele toepassingen van ceriumchloride bespreken.

De toepassingen van ceriumchloride zijn -

  1. Gebruikt als katalysator voor Friedel-Crafts acyleringen en alkyleringsreacties.
  2. Synthese voor snelle reductie [13] van alfa, bèta-onverzadigde carbonylverbindingen.

Het is zeer goed oplosbaar in water en (indien watervrij) is het oplosbaar in ethanol en aceton. Het gebruik van ceriumchloride is beperkt tot chemische synthese dan enig ander halogenide van cerium (III).

Ceriumoxide gebruikt

Puur CeO2 is een zeer lichtgeel met een fluoriet (CaF2) structuur met kationen met acht coördinaten en anionen met vier coördinaten. Laten we eens kijken naar het gebruik van CeO2.

De toepassingen van ceriumoxide staan ​​​​hieronder vermeld -

  • Katalyse
  • Energie & brandstoffen
  • Optiek
  • Lassen

Het kan grote afwijkingen vertonen van stoichiometrie die CeO geeft2x, waarbij x maximaal 0.3 kan zijn. De kleur van het oxide is niet alleen gevoelig voor stoichiometrie maar ook voor de aanwezigheid van andere lanthaniden. Laten we ons concentreren op het gebruik van ceriumoxide in het volgende deel van het artikel.

Katalyse

  • In water een gasverschuivingsreactie Directeur2 wordt gebruikt als een heterogene katalysator.
  • Het gereduceerde derivaat Cerium(III)oxide reduceert water, waarbij waterstof vrijkomt.
  • Directeurx materialen vormen de basis van het gebruik van ceriumoxide voor een oxidatiekatalysator. 
  • Directeur2 wordt gebruikt in de muren van zelfreinigende ovens als koolwaterstofoxidatiekatalysator tijdens het reinigingsproces bij hoge temperatuur.
  • Ceriumoxide met een lagere sequentie wordt gebruikt als een katalysator voor de oxidatie van CO en NEEx emissies.
  • Directeur2 wordt gebruikt als overcoating voor porseleinemail vanwege de hoge brekingsindex.
  • Directeur2-gedoteerd zirkoniumoxide wordt ook gebruikt in thermische barrière-spraycoatings op metalen oppervlakken.
  • FCC-katalysatoren doteermiddel als ceriumoxide bevatten kristallijne zeolieten en additieven ingebed in een inerte matrix.

Energie & brandstoffen

Optiek

  • Dunne oppervlaktecoatings van Ceriumoxide worden toegepast op optische componenten om de prestaties te verbeteren.
  • Directeur2 gevonden om te worden gebruikt in infrarood filters, als een oxiderende soort in katalysatoren.

Lassen

  • Het wordt gebruikt bij het hanteren van wolfraambogen als alternatief voor thorium.

Conclusie

Cerium wordt chemisch gekenmerkt door twee stabiele valentietoestanden, Ce3+, cerous en cerous Ce4+, waarvoor de ionische stralen respectievelijk 114 pm en 97 pm zijn. Het cerium-ion is inderdaad een krachtig oxidatiemiddel, maar wanneer het wordt geassocieerd met de ligand-zuurstof, is het volledig gestabiliseerd, en ceriumoxide is de vorm van cerium die het meest wordt gebruikt.