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企鹅电竞官网高纯氧化钪主要用作金属钪和钪材的原料,在冶金工业,用于制造合金,氧化钪在核工业可作为热电子交换器的发射的材料,氧化钪可用于固体燃料电池、记忆存储器单基片、用于各种荧光粉,原子反应堆中的中子吸收材料,磁泡材料,增感屏材料。氧化钪在光学玻璃、电子工业等方面也有一定的用途。

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铈(化学元素)_

来源:企鹅电竞官网    发布时间:2024-03-16 11:44:19

  1752年瑞典化学家克龙斯泰德发现一种新的矿石。西班牙矿物学家唐·福斯图·德埃尔乌耶分析后认为它是钙和铁的硅酸盐。

  存在,称它为ochra(赭色土),矿石称为赭色矿(ochroite),因为它在受灼烧时出现赭色。

  (J-öns Jakob Berzelius,1779-1848)和瑞典矿物学家希辛格(Wilhelm Hisinger,1766-1852)也在分析瑞典产的Tungsten矿(“重石”之意)时发现了同一新元素氧化物,不同于

  焰上灼烧时呈现红色,而这种土不溶于碳酸铵溶液,在煤气灯焰上灼烧没有呈现特征焰色。于是称它为ceria(铈土),元素命名为cerium(铈),元素符号定为Ce,矿石称为铈硅石(cerite),以纪念当时发现的一颗小行星

  。其实这种铈硅石是一种水合酸盐,含铈66%~70%,其余是钙、铁和钇的化合物。

  在稀土这个元素大家族中,铈是当之无愧的“老大哥”。其一,稀土在地壳中总的丰度为238ppm,其中铈为68ppm,占稀土总配分的28%,居第一位;其二,铈是在发现钇(1794年)9年之后,被发现的第二个稀土元素

  严格说来,最初发现的“铈土”只能算作是铈的富集物,或是说与镧镨钕等共生在一起的轻稀土混合氧化物,当时镧镨钕等尚隐藏在“铈土”中未被发现。但无论如何,在稀土这17个相貌极为相似的孪生兄弟姐妹中,铈最容易辨认。因为铈有个显著的化学特性,除了像其他稀土元素通常以三价状态存在外,他还会以四价状态稳定存在。这种离子价态的差异性必然会扩大化学性质的差异性,利用这种差异性就能非常容易地把铈同相邻的其他稀土元素分离开来,因而就出现了化学法提铈。这便于化学家们对铈的提取和认识,加上他资源丰富易提取,比其他稀土产品价格实惠公道,也就使他成为最早有实际用途的稀土。

  尽管如此,由于化学家们最初被困惑在不断发现新稀土的“迷宫”中,直到发现“铈土”的83年后,才为铈(也是稀土)找到第一个用途——用作汽灯纱罩的发光增强剂。1886年,奥地利人韦尔斯巴赫发现,将99%的氧化钍和1%的氧化铈加热时,会发出强光,用于煤汽灯纱罩可以大幅度提高汽灯的亮度。而汽灯在当时电灯尚未普及的欧洲是照明的主要光源,对于工业生产、商贸和生活至关重要。而18世纪90年代开始,汽灯纱罩的大规模生产,增加了钍和铈需求,有力推动了世界范围内对稀土矿藏的勘察,在巴西和印度陆续发现了大型独居石矿,遂发展成为所谓的独居石工业,也就是早期稀土工业。尽管第一次世界大战后,电灯逐步取代了煤气灯,但铈又不断开拓出新的用途。

  1903年,找到了铈的第二大用途一还是那位奥地利人韦尔斯巴赫,发现铈铁合金在机械摩擦下能产生火花,可以用来制造打火石。铈的这种经典用途,至今已有100年的历史。吸烟的人都知道打火机要用打火石,但许多人却不了解稀土,更不知道是其中的铈在给人们带来了火种。只是如今,打火石遭遇压电陶瓷的有力挑战,产量已经大减。这期间,还发现铈基合金(如Th2dl-RE)可用作电子设备和真空管的吸气剂。

  1910年,发现了铈的第三大用途,用于探照灯和电影放映机的电弧碳棒。与汽灯纱罩类似,铈可以提高可见光转换效率。探照灯曾是战争防空的重要用具。电弧碳棒也曾是放映电影不可缺少的光源。

  以上铈的三大用途也代表了稀土早期的三大用途,甚至可以说,早期的稀土工业完全建立在对铈的性能开发和利用上。50年代初,我国稀土工业也起步于这三大应用。这些用途都与发光有关。可以说铈作为稀土元素家族的优秀代表,一开始就作为“光明使者”在为人类造福。

  20世纪30年代起,氧化铈开始用作玻璃脱色剂、澄清剂、着色剂和研磨抛光剂。二氧化铈作为化学脱色剂和澄清剂可以取代有剧毒的白磁(氧化铈)从而减少操作和环境污染。铈钛黄颜料用作玻璃着色剂可以制造出漂亮的亮黄色工艺美术玻璃。氧化铈作为主成分制造各种规格的抛光粉,已完全取代铁红抛光粉,大幅度的提升了抛光效率和抛光质量,早期用于平板玻璃和眼睛片抛光,如今已广泛应用于阴极射线管(CRT)玻壳、各种平板显示,光学玻璃镜头和计算机芯片等,既是铈的经典用途,也是铈的主要应用领域之一。铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国用量超过1000吨。

  铈的化学活泼性使他在冶金领域中也大展身手。1948年,英国人莫勒宣布用铈处理铸铁可以获得球墨铸铁,随后冶金学家发现镁是球墨铸铁的高效球化剂,但续易燃烧会产生强烈镁光,单独加镁反应过于激烈不够安全。

  20世纪50年代,我国著名科学家邹元燨研究成功用硅铁还原含稀土包头高炉渣制取稀土硅铁合金的独特工艺,进而制得稀土硅铁镁中间合金用作球化剂,既克服了单独用镁的弊病,又取得更稳定的球化效果,从此开始了稀土在球墨铸铁以及蠕墨铸铁中的广泛应用。以铈为主成分的混合稀土金属,还广泛用于稀土处理钢(脱氧、脱硫、变性)、稀土电工铝和稀土铸造镁合金(净化变质、细化晶粒、合金化)等金属材料。

  铈主要存在独居石和氟碳铈矿中,也存在于铀、钍、钚的裂变产物中。常由氧化铈用镁粉还原,或由电解熔融的氯化铈而制得。

  (六方晶体),熔点:795℃,沸点:3443℃,有展性。是镧系金属中自然丰度最高的一种。弯折铈条时常迸溅出火星。

  铈在室温下很容易氧化,在空气中很容易失去光泽,用刀刮即可在空气中燃烧(纯的铈不易自燃,但稍氧化或与铁生成合金时,极易自燃)。加热时,在空气中燃烧生成二氧化铈。能与沸水作用产生

  。受低温和高压时,出现一种反磁性体,比普通形式的铈致密18%。用于制造打火石、陶瓷和合金等。铈是除铕外稀土元素中最活泼的。铈在冷水中缓慢反应,在热水中反应加快。

  用刀刮即可在空气中燃烧(纯的铈不易自燃,但稍氧化或与铁生成合金时,极易自燃);加热时,在空气中燃烧生成二氧化铈。能与沸水作用,溶于酸,不溶于碱。受低温和高压时,出现一种反磁性体,比普通形式的铈致密18%。铈是

  2、用作合金添加剂,及用于生产铈盐等,也用于医药、制革、玻璃、纺织等工业。

  ,最有代表性的应用是汽车尾气净化催化剂。在普遍使用的贵金属(铂、铑、钯等)三元催化剂中加入铈,能大大的提升催化剂性能并减少贵金属用量,汽车尾气主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物,他们会影响人体造血机能,形成光化学有毒烟雾并产生致癌物,对人、动物和植物都会造成损害。三元净化催化技术可以使碳氢化合物和一氧化碳充分氧化生成二氧化碳和水,使氮氧化物分解成氮气和氧气(故名三元催化)。铂、铑、钯等贵金属是尾气净化的优良催化材料。但价格昂贵且对发动机和汽油均有较高要求,限制了它们的大范围的应用。在催化剂中加入铈可明显减少贵金属用量并改善催化性能,使催化器的价格大幅下降。在美国,汽车尾气净化催化剂已成为消费稀土的第一大用户。氧化铈还能与纳米氧化钛制成光催化剂,用于抗菌陶瓷和富氧离子环保涂料等。

  硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属用作塑料红色着色剂,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。法国罗地亚公司掌握领先技术。富铈轻稀土环烷酸盐等有机化合物还被用于油漆催干剂、PVC塑料稳定剂和MC尼龙改性剂等方面,既可以取代铅盐等毒性大的物质,又可以减少钻盐等昂贵材料。

  铈还被用来制造许多特殊功能材料,如荧光级氧化铈用来制造灯用三基色荧光粉的绿粉;美国研制的CeLiSAF激光系统固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器,还可用于医学。用金属铈可以制造铈钻铜铁永磁材料;铈鸽电极可以代替有放射性的钍鸽电极等。

  ,能大大的提升禽类的产蛋率和鱼虾养殖的成活率,还能改善长毛羊的羊毛质量。铈属低毒性物质,美国一本稀土专著称,对老鼠进行的喂食实验表明,富含铈的轻稀土氧化物的口服毒性与口服食盐相当。至今在稀土富矿地区也尚未发现因稀土引起的地方病。我国科学家通过大量的实验研究认为,稀土农用不会产生环境污染,不会对人和动物的生存产生危害。

  储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。