Hóa chất CeO2 là gì? Phải sử dụng nó ra sao? Doanh nghiệp của bạn có cần đến loại hóa chất này không? Hôm nay, chúng tôi sẽ gửi đến khách hàng những thông tin hữu ích nhất về loại hóa chất này, kèm theo 10 ứng dụng công nghiệp của nó.

Hóa chất CeO2 là gì?

Hóa chất CeO2 có tên hóa học là cerium dioxite, thường xuất hiện dưới dạng bột màu vàng. Nó không hòa tan trong nước và hòa tan vừa phải trong các axit khoáng mạnh. CeO2 hơi hút ẩm và sẽ hấp thụ một lượng nhỏ hơi ẩm và CO2 từ khí quyển.

Cerium xuất hiện tự nhiên như một hỗn hợp với các nguyên tố đất hiếm khác trong quặng gốc bastnaesit và monazit. Sau khi chiết các ion kim loại vào trong dung dịch nước, Ce được tách ra khỏi hỗn hợp đó bằng cách thêm chất oxy hóa, sau đó điều chỉnh pH. Bước này khai thác độ hòa tan thấp của CeO2 và thực tế là các nguyên tố đất hiếm khác chống lại quá trình oxy hóa.

Ứng dụng

Hóa chất CeO2 được sử dụng trong các ứng dụng đánh bóng và làm sạch, escpecially cho kính.

Ở dạng pha tạp (cerium và oxygen) ceria được quan tâm như một vật liệu cho các tế bào nhiên liệu oxit rắn hoặc SOFC vì độ dẫn ion oxy tương đối cao, tức là nguyên tử oxy dễ dàng di chuyển qua nó, ở nhiệt độ trung bình (500- 800  độ C). CeO2 chưa pha tạp và pha tạp cũng thể hiện độ dẫn điện tử cao ở áp suất thấp một phần của oxy do sự hình thành các polaron nhỏ. Tuy nhiên, hóa chất CeO2 pha tạp có một vùng điện phân mở rộng cho phép nó sử dụng như một chất điện phân trong SOFC. Thay thế một phần nhỏ của CeO2 với gadolinium hoặc samarium sẽ giới thiệu vị trí tuyển dụng oxy trong tinh thể mà không cần thêm chất mang điện tử. Điều này làm tăng độ dẫn ion và dẫn đến chất điện phân tốt hơn.

Hóa chất CeO2 đã được sử dụng trong các bộ chuyển đổi xúc tác trong các ứng dụng ô tô. Kể từ khi CeO2 có thể trở thành không stoichioimetric trong nội dung oxy (tức là nó có thể cung cấp oxy mà không phân hủy) tùy thuộc vào áp suất một phần của oxy, nó có thể giải phóng hoặc lấy oxy trong dòng khí thải của động cơ đốt. Cùng với các chất xúc tác khác, hóa chất này có thể làm giảm hiệu quả lượng phát thải NOx cũng như chuyển đổi khí carbon monoxide độc hại thành carbon dioxide ít độc hại hơn. 

CeO2 đặc biệt thú vị cho việc chuyển đổi xúc tác kinh tế vì nó cho thấy việc bổ sung ceria tương đối rẻ tiền có thể cho phép giảm đáng kể lượng bạch kim cần thiết cho quá trình oxy hóa hoàn toàn NOx và các sản phẩm độc hại khác của quá trình đốt cháy không hoàn toàn.

Do cấu trúc fluorit của nó, các nguyên tử oxy trong một tinh thể ceria đều nằm trong một mặt phẳng với nhau, cho phép khuếch tán nhanh chóng như là một chức năng của số lượng vị trí tuyển dụng oxy. Khi số lượng vị trí tuyển dụng tăng lên, sự dễ dàng mà oxy có thể di chuyển xung quanh trong tinh thể tăng lên, cho phép ceria giảm và oxy hóa các phân tử hoặc các chất xúc tác trên bề mặt của nó. Nó đã được chứng minh rằng hoạt tính xúc tác của ceria có liên quan trực tiếp đến số lượng vị trí tuyển dụng oxy trong tinh thể, thường được đo bằng cách sử dụng quang phổ quang phổ tia X để so sánh tỷ lệ Ce3 + với Ce4 + trong tinh thể.

Hóa chất CeO2 cũng có thể được sử dụng như một chất xúc tác trong một số phản ứng, bao gồm sự thay đổi hơi nước và hơi nước của ethanol hoặc nhiên liệu diesel thành khí hydro và carbon dioxide (với sự kết hợp khác nhau của oxit rhodium, oxit sắt, coban oxit, 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, việc tăng nồng độ oxy oxy sẽ làm tăng hoạt tính xúc tác, làm cho nó trở nên rất hấp dẫn như một chất xúc tác đồng tinh thể nano do số lượng oxy bị suy giảm khi kích thước tinh thể giảm – ở kích thước rất nhỏ, có tới 10% các vị trí oxy trong các kết tinh cấu trúc fluorit sẽ là vị trí tuyển dụng, dẫn đến tỷ lệ khuếch tán đặc biệt cao.

>>> Xem Nguồn: Tại đây