Ceria dioksido

Ceria dioksido aŭ ceria (IV) oksido estas iu oksido de la rara teraj metaloj cerio. Ĝi estas palflavec-blanka pulvoro kun la kemia formulo CeO2.Polurpulvoro de ceria oksido. CAS #: 1306-38-3 Ĝi estas grava komerca produkto kaj peranto en la purigo de cerio el ĝiaj ercoj. La unika eco de ĉi tiu materialo estas, ke ĝi povas esti reigeble trasformita al ne-stoiĥiometriaj oksidoj.

 Produktado 
Cerio troviĝas en la naturo kiel oksido, kutime miksita kun aliaj raraj teraj elementoj. Ĝiaj ĉefaj ercoj estas bastnesito kaj monazito.“Ceria Erco (Ce)”. www.mindat.org. Prenita la 12-an de aŭgusto 2025. Post kiam la metaljonoj estas ekstraktitaj en alkalan solvaĵon, cerio estas apartigita de la miksaĵo per aldono de oksidiga agento kaj alĝustigo de la pH. Ĉi tiu paŝo utiligas la malaltan solveblecon de cerio (CeO2) kaj la antioksidajn ecojn de aliaj raraj teraj elementoj.Reinhardt, Klaus; Winkler, Herwig (2000). " Cerium Mischmetal, Cerium Alojoj, kaj Cerium Compounds " . La Enciklopedio de Industria Kemio de Ullmann. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a06_139. ISBN 978-3-527-30673-2. () Ceria tetraoksido estas produktita per kalcinado de ceria oksalato aŭ ceria hidroksido. 

Cerio ankaŭ formas cerian (III) oksidon, Ce2O3, kiu estas malstabila kaj oksidiĝas al ceria tetraoksido."Normaj Termodinamikaj Ecoj de Kemiaj Substancoj" (PDF). Arkivita el la originalo (PDF) je la 29-a de oktobro 2013.

 Karakterizaĵoj 
CeO2 estas unu el la plej vaste studitaj oksidoj de cerio. CeO2 estas la plej oksidita formo de cerio, 4f-statoj forte hibridiĝas kun la O2p-statoj, igante 4f-elektronojn mallokigitaj. Ĉi tiuj statoj formas larĝan dispersan bendon, etendiĝantan super regiono de kelkaj eV, kiu povas esti ĝuste detektita uzante teoriajn metodojn precize.Herper, Heike C; Vekilova, Olga Yu; Simak, Sergei I; Di Marco, Igor; Eriksson, Olle (2020-02-25). "Lokigita kontraŭ migranta karaktero de 4f-statoj en ceria oksidoj". Journal of Physics: Condensed Matter. 32 (21): 215502. Bibcode:2020JPCM...32u5502H. doi:10.1088/1361-648x/ab6e92. ISSN 0953-8984. PMID 31968323. ()

La nombro de eblaj oksigenaj atomoj estas ofte mezurita per rentgen-fotoelektrona spektroskopio komparante la proporcion inter Ce3+ kaj Ce4+.

 Aplikoj 
Ekzistas du ĉefaj aplikoj de cerio, kiel listigitaj sube. La ĉefa industria apliko de ceria dioksido estas polurado, precipe kemia mekanika polurado (KMP).Polurado per Ceria Oksido: Principoj kaj Influaj Faktoroj. Stanford Advanced Materials. Prenite la 1-an de aŭgusto 2025. Por ĉi tiu celo, ĝi anstataŭigis multajn aliajn oksidojn antaŭe uzitajn, kiel ekzemple feroksido kaj zirkonia oksido. Inter optikaj entuziasmuloj, ĝi ankaŭ estas konata kiel "optikista ruĝo"."Properties of Common Abrasives (Boston Museum of Fine Arts)" (PDF). Alia grava uzo de CeO2 estas en la senkolorigo de vitro. Ĝi funkcias per transformado de verdaj feraj malpuraĵoj en preskaŭ senkoloran feroksidon.

 Aliaj aplikoj 

 Katalizo 
CeO2 altiris multan atenton en la kampo de heterogena katalizo. Ĝi katalizas la akvo-gasan ŝovreakcion. Ĝi oksidigas toksan karbonan monooksidon al karbona dioksido. Ĝia reduktita derivaĵo Ce2O3 reduktas akvon kaj liberigas hidrogenon.Ruosi Peng; et al. (2018). "Grandecefiko de Pt-nanopartikloj sur la kataliza oksidiĝo de tolueno super Pt/CeO2-kataliziloj". Applied Catalysis B: Environmental. 220: 462. Bibcode:2018AppCB.220..462P. doi:10.1016/j.apcatb.2017.07.048.Montini, Tiziano; Melchionna, Michele; Monai, Matteo; Fornasiero, Paolo (2016). "Fundamentoj kaj Katalizaj Aplikoj de CeO2-Bazitaj Materialoj". Chemical Reviews. 116 (10): 5987–6041. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00603. hdl:11368/2890051. PMID 27120134.Paier, Joachim; Penschke, Christopher; Sauer, Joachim (2013). "Oksigenaj Difektoj kaj Surfaca Kemio de Cerio: Kvantumkemiaj Studoj Kompare kun Eksperimento". Chemical Reviews. 113 (6): 3949–3985. doi:10.1021/cr3004949.  23651311 La intetransformebleco de CeOx-materialoj estas la bazo por la uzo de ceria dioksido kiel oksidiga katalizilo. Malgranda sed reprezenta apliko estas ĝia uzo kiel hidrokarbona oksidiga katalizilo en alttemperaturaj purigaj procezoj en mem-purigaj fornaj muroj. Alia malgranda sed bone konata ekzemplo estas ĝia rolo en la oksidado de tergaso en bruligkapuĉoj.

Surbaze de siaj unikaj surfacaj interagoj, cerio povas esti plue uzata kiel sensilo en aŭtomobilaj katalizaj transformiloj por kontroli la ellasproporcion por redukti nitrogendioksidajn (NO2) kaj karbonmonoksidajn (CO) emisiojn.Twigg, Martyn V. (2011). "Kataliza kontrolo de emisioj de aŭtoj". Catalysis Today. 163: 33–41. doi:10.1016/j.cattod.2010.12.044.

 Energio kaj Brulaĵoj 
Pro sia signifa jona kaj elektronika konduktiveco, cerio bone taŭgas por uzo kiel miksita konduktilo. Tial, cerio estas pli alloga materialo por solidoksidaj brulaĵpiloj (SOFC-oj) ol zirkonio.Arachi, Y. (Junio 1999). "Elektra konduktiveco de la sistemo ZrO2–Ln2O3 (Ln=lantanidoj)". Solid State Ionics. 121 (1–4): 133–139. doi:10.1016/S0167-2738(98)00540-2.

Termokemie, la cerio(IV)-ceria ciklo aŭ CeO2/Ce2O3 ciklo estas du-ŝtupa akvodisiga procezo, kiu estis uzata por produkti hidrogenon."Hidrogenproduktado el sunaj termokemiaj akvodisfendaj cikloj". SolarPACES. Arkivita de la originalo je la 30-a de aŭgusto 2009. Ĉar ĝi utiligas oksigenajn vakantaĵojn inter sistemoj, tio permesas al cerio en akvo formi hidroksilajn radikalulojn (OH)."Novaj malkovroj pri la rolo de Ceria Oksido en Hidrogenproduktado". Ceric. 2018-07-01. Prenite 2022-09-22. La hidroksilajn radikalulojn povas tiam esti liberigitaj dum oksigeno estas oksidigita, provizante puran energion.

 Optiko 
Ceria dioksido estas tre estimata en la optika industrio pro siaj bonegaj poluraj ecoj."Ceria Oksido por Forigi Gratvundojn de Telefonaj Ekranoj". Stanford Advanced Materials. Prenite la 1-an de aŭgusto 2025. ()  Ĝi povas efike forigi fajnajn gratvundojn kaj difektojn de vitraj surfacoj per mekanika abrazio kaj kemia agado, igante la surfacon glata kaj brila.Janos, Pavel; Ederer, Jakub (2016). "Kemia mekanika vitropolurado per ceria oksido: Efiko de elektitaj fizik-kemiaj karakterizaĵoj sur poluran efikecon". Wear. 362–363: 114–120. doi:10.1016/j.wear.2016.05.020. () Ceria dioksido ankaŭ formas protektan tavolon, kiu plibonigas la gratreziston kaj median eluziĝreziston de optikaj surfacoj, tiel plibonigante ilian daŭrivon.

Ceria dioksido ankaŭ povas esti uzata kiel infraruĝa filtrilo kaj povas anstataŭigi torian dioksidon en inkandeskaj lampŝirmiloj."Ceria dioksido". DaNa. Arkivita el la originalo je 2013-03-02.

 Referencoj 

Kategorio:Oksidoj
Kategorio:Kataliziloj