氧化铈

【背景及概况】^[1][2]

稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的总称．共包含l7种元素。稀土具有独特的理化性能，已广泛应用于工业、农业等领域。稀土化合物的纯度直接决定材料的特殊性能，不同洁净度的稀土材料可以制备出不同性能要求的陶瓷材料、荧光材料、电子材料等。目前，随着稀土提炼技术的发展，洁净稀土化合物呈现出良好的市场前景，高性能稀土材料的制备对洁净稀土化合物提出了更高要求。

铈化合物具有广泛的用途，在大多数的应用中其效果与其纯度、物性和杂质含量等因素有关。在稀土元素的分布上，铈占轻稀土资源的 50% 左右。随着高纯铈应用的日益增长，对铈化合物中非稀土含量指标要求越来越高。氧化铈英文名称为ceric oxide，CAS号为1306-38-3，分子式为CeO₂，分子量：172.11；氧化铈是稀土元素铈最稳定的氧化物。它在常温下为淡黄色固体，加热时黄色加深。氧化铈的性能优异，使得其在发光材料、催化剂、抛光粉、屏蔽紫外线等方面有广泛的应用，近年来引起众多研究者的兴趣，氧化铈的制备和性能研究已成为近年来的一个研究热点。

【生产工艺】 ^[1]

方法1：在常温下搅拌，将5.0mol/L的氢氧化钠溶液滴加到0.1mol/L 的硫酸铈溶液中，调节pH值使之大于10，并发生沉淀反应。将沉淀物进行抽滤，抽滤过程中用去离子水淋洗数次，然后置于90℃烘箱内干燥24小时后。取出研磨、过滤（粒径小于0.1mm），得到氧化铈，并放于干燥处密封储存。

方法2：以氯化铈或硝酸铈为原料，用氨水调节pH值为2，加入草酸沉淀出草酸铈，经加热熟化、分离、洗涤，在110℃下烘干，再于900～1000℃灼烧成二氧化铈。在一氧化碳气氛中，1250℃温度下加热二氧化铈和碳粉的混合物即可制得三氧化二铈。

【应用】^[3][4]

氧化铈用可作玻璃工业添加剂，作板玻璃研磨材料，目前已扩大到眼镜玻璃、光学透镜、显像管的研磨，起脱色、澄清、玻璃的紫外线和电子线的吸收等作用。也作眼镜透镜的防反射剂，与铈制成铈钛黄使玻璃呈浅黄色；稀土氧化锋对CaO-MgO-AI₂O₃-SiO₂系统玻璃陶瓷晶化及性能具有一定影响，研究结果表明添加适量的氧化锋有利于改善玻璃液的澄清效果，消除气泡，使玻璃结构紧凑，材料力学性能和耐碱性均有所提高．氧化铈的添加量为1.5 。用于陶瓷釉料及电子工业中,作为压电陶瓷渗入剂。还用于制造高活性催化剂，煤气灯白炽罩，X射线用荧光屏二氧化铈主要用于镜头抛光剂，稀土铈抛光粉广泛用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。还可用于玻璃工业，氧化铈和二氧化钛结合使用，使玻璃呈黄色；氧化铈用于玻璃脱色则具有高温性能稳定、价格低廉和不吸收可见光等优点。另外，氧化铈添加在建筑和汽车用玻璃，可以减少紫外线的透光率。用于生产稀土发光材料，在节能灯的发光材料稀土三基色荧光粉中以及指示灯和放射线检测器等所用的荧光粉中、均加入氧化铈作为激活剂。氧化铈也是制备金属铈的原料。

此外，在半导体材料、高级颜料及感光玻璃的增感剂、汽车尾气的净化器方面有广泛应用。汽车尾气净化催化剂主要由蜂窝状陶瓷（或金属）载体及表面活化涂层所组成。活化涂层由大面积γ-三氧化二铝，适量起稳定表面积作用的氧化物及弥散在涂层内的具有催化活性的金属所组成。为了减少昂贵的Pt，Rh用量，增加较便宜的Pd用量，降低催化剂成本，在不降低汽车尾气净化催化剂各项性能的前提下，常用的Pt．Pd．Rh三元催化剂的活化涂层中，一般都采用共浸渍法加人一定量的氧化铈和氧化镧，构成催化效果优异的稀土．贵金属三元催化剂。氧化镧和氧化铈作为助剂来改进γ-三氧化二铝负载贵金属催化剂的性能。。据研究，氧化铈和氧化镧催化作用机制主要是提高活性涂层的催化活性，自动调节空气燃料比和助催化作用，并能提高载体的热稳定性和机械强度等性能。

【参考文献】

[1] 仵大富, 刘彦琳, 谭晶鑫, 等. 氧化铈的制备及其对磷酸根吸附性能的研究[J]. 山东化工, 2018, 47(2): 20-21.

[2] 刘春涛;刘艳莹;李亚北;王阔;谷宇二氧化铈修饰电极的方法及采用二氧化铈修饰的电极测定水中重金属含量的方法.CN201410028663.4，申请日2014-01-22

[3] 仵大富, 刘彦琳, 谭晶鑫, 等. 氧化铈的制备及其对磷酸根吸附性能的研究[J]. 山东化工, 2018, 47(2): 20-21.

[4] 赵运才, 肖汉宁, 谭伟. 稀土氧化铈对玻璃陶瓷晶化及性能的影响[J]. 湘潭矿业学院学报, 2003, 18(2): 38-40.