Xeri oxit--CeO2-Đài loan - CN - 25kg Sử dụng làm men gốm sứ

Cerium (IV) oxit, còn được gọi là oxit ceric, ceria, xeri oxit hoặc xeri dioxide, là một oxit xeri kim loại đất hiếm . Nó là một màu trắng-vàng nhạt bột với công thức hóa học CeO _2.
Xeri oxit (IV) được hình thành bằng cách nung hoặc hydroxide oxalate xeri xeri .
Bột ceria là hơi hút ẩm và cũng sẽ hấp thụ một lượng nhỏ carbon dioxide từ không khí . ^[2]
Xeri cũng tạo xeri (III) oxit , Ce ₂ O _3, nhưng CeO ₂ là giai đoạn ổn định nhất ở nhiệt độ phòng và trong điều kiện khí quyển.

Ứng dụng

Xeri oxit (IV) được sử dụng trong gốm sứ , nhạy cảm kính quang , như một chất xúc tác và chất xúc tác hỗ trợ, đánh bóng thủy tinh và đá, trong giản minh như là một thay thế cho " rouge kim hoàn ". Nó còn được gọi là "rouge bác sĩ nhãn khoa". ^[3]
Nó cũng được sử dụng trong các bức tường của lò nướng tự làm sạch như là một chất xúc tác hydrocarbon trong quá trình làm sạch nhiệt độ cao.
Trong khi đó là trong suốt đối với ánh sáng nhìn thấy, nó hấp thụ tia cực tím bức xạ mạnh mẽ, do đó, nó là một sự thay thế tiềm năng của oxit kẽm , titanium dioxide trong kem chống nắng , vì nó có thấp hơn quang hoạt động. Tuy nhiên, tính chất nhiệt xúc tác của nó phải được giảm bằng cách phủ các hạt silica vô định hình hoặc boron nitride .
Việc sử dụng các hạt nano , có thể xâm nhập vào cơ thể và đạt được các cơ quan nội tạng, đã bị chỉ trích là không an toàn ^[4]
Xeri oxit đã tìm thấy sử dụng trong các bộ lọc hồng ngoại , như là một loài trong bộ chuyển đổi xúc tác oxy hóa và là một sự thay thế cho dioxide Thori trong áo choàng sợi đốt ^[5]

Là một chất điện phân tế bào nhiên liệu

Trong hình thức pha tạp (nó đến từ xeri và ôxy), ceria là mối quan tâm như là một vật chất cho tế bào nhiên liệu oxit rắn hoặc SOFCs vì oxy tương đối cao dẫn ion (các nguyên tử oxy tức là dễ dàng di chuyển qua nó) ở nhiệt độ trung cấp (500 - 800 ° C). Ceria Undoped và pha tạp cũng thể hiện cao độ dẫn điện tử ở áp suất thấp một phần của oxy do sự hình thành của polarons nhỏ . Tuy nhiên, pha tạp ceria có một khu vực điện mở rộng (diện tích của độ dẫn ion chiếm ưu thế), so với ceria, cho phép sử dụng của nó như là một chất điện phân trong SOFCs. Thay thế một phần nhỏ của ceria với gadolinium hoặc samarium sẽ giới thiệu vị trí tuyển dụng oxy trong tinh thể mà không cần thêm các tàu sân bay phí điện tử. Điều này làm tăng tính dẫn ion và các kết quả trong một chất điện phân tốt hơn.
Theo giảm điều kiện, những người có kinh nghiệm về phía cực dương của pin nhiên liệu , một số lượng lớn các vị trí tuyển dụng oxy trong điện ceria có thể được hình thành. Một số oxit xeri (IV) cũng được giảm oxit (III) xeri theo những điều kiện này, do đó làm tăng tính dẫn điện tử của vật liệu. Mạng tinh thể liên tục tăng ceria theo giảm các điều kiện cũng như giảm kích thước tinh thể nano trong nanocrystalline ceria, như là một kết quả của giảm cation xeri từ + 4 + 3 trạng thái để tính phí bồi thường cho vị trí tuyển dụng oxy hình thành. ^{[6 ]}

Như một chất xúc tác

Ceria đã được sử dụng trong các bộ chuyển đổi xúc tác trong các ứng dụng ô tô. Kể từ khi ceria có thể trở nên không cân bằng hóa học trong nội dung oxy (tức là nó có thể bỏ oxy không phân hủy) tùy thuộc vào môi trường xung quanh áp lực một phần của oxy, nó có thể phát hành hoặc oxy trong dòng thoát khí của động cơ đốt trong. Trong hiệp hội với các chất xúc tác khác, ceria hiệu quả có thể làm giảm NO _x lượng khí thải cũng như chuyển đổi carbon monoxide độc hại carbon dioxide ít độc hại hơn . Ceria là đặc biệt thú vị cho việc chuyển đổi xúc tác kinh tế bởi vì nó đã được chỉ ra rằng việc thêm ceria tương đối rẻ có thể cho phép giảm đáng kể trong số lượng bạch kim cần thiết cho quá trình oxy hóa hoàn toàn của NO _x và các sản phẩm có hại khác của quá trình đốt cháy không đầy đủ.
Do cấu trúc fluorit của nó, các nguyên tử oxy trong một tinh thể ceria tất cả trong một chiếc máy bay với nhau, cho phép phổ biến nhanh chóng như là một chức năng của số lượng vị trí tuyển dụng oxy. Vì số lượng tăng lên vị trí tuyển dụng, dễ dàng oxy có thể di chuyển xung quanh trong tăng tinh thể, cho phép ceria để giảm và oxy hóa các phân tử hoặc đồng chất xúc tác trên bề mặt của nó. Nó đã được chỉ ra rằng các hoạt động xúc tác của ceria trực tiếp liên quan đến số lượng vị trí tuyển dụng oxy trong tinh thể, thường xuyên đo bằng cách sử dụng quang phổ X-Ray Photoelectron để so sánh tỷ lệ của Ce ^{3 +} Ce ^{+ 4} trong tinh thể.
Ceria cũng có thể được sử dụng như một chất xúc tác hợp tác trong một số phản ứng, bao gồm cả sự thay đổi khí nước và hơi nước thành khí hydro và carbon dioxide của nhiên liệu ethanol hoặc diesel (với sự kết hợp khác nhau của rhodium oxit, sắt oxit, cobalt oxide, oxit niken, bạch kim và vàng), phản ứng Fischer-Tropsch, và quá trình oxy hóa được lựa chọn (đặc biệt là với lanthanum). Trong mỗi trường hợp, nó đã được chứng minh rằng việc tăng nồng độ oxy ceria khiếm khuyết sẽ dẫn đến tăng hoạt tính xúc tác, làm cho nó rất thú vị như là một chất xúc tác đồng nanocrystalline do số lượng cao của các khuyết tật oxy như kích thước tinh thể giảm kích thước rất nhỏ, như nhiều như 10% các trang web oxy trong cấu trúc tinh thể fluorite sẽ là vị trí tuyển dụng, dẫn đến tỷ lệ khuếch tán đặc biệt cao.

Đối với tách nước

Cerium (IV) oxit xeri (III) oxit chu kỳ hoặc CeO ₂ / Ce ₂ O chu kỳ ₃ là hai bước nhiệt hóa nước chia tách quá trình dựa trên oxit xeri (IV) và xeri (III) oxit cho sản xuất hydro . ^[7]