【稀土科普】神奇的稀土化合物：氧化铈- 大数跨境

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【稀土科普】神奇的稀土化合物：氧化铈

你好北方稀土

2022-09-24

氧化铈，分子式是CeO2，中文别名：二氧化铈，分子量:172.11500。可用作抛光材料、催化剂、催化剂载体（助剂）、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。

化学性质

在2000℃温度和15MPa压力下，可用氢还原氧化铈得到三氧化二铈，温度游离在2000℃间，压力游离在5MPa压力时，氧化铈呈微黄略带红色，还有粉红色。

物理性质

纯品为白色重质粉末或立方体结晶，不纯品为浅黄色甚至粉红色至红棕色(因含有微量镧、镨等)。

密度7.13g/cm3，熔点2397℃，沸点：3500℃。。

不溶于水和碱，微溶于酸。

有毒，半数致死量(大鼠，经口)约1g/kg。

生产方法

氧化铈的生产方法主要是草酸沉淀法，即以氯化铈或硝酸铈溶液为原料，用草酸调节Ph值为2，加氨水沉淀出草酸铈，经加热熟化，分离、洗涤，在110℃下烘干，再于900～1000℃灼烧成氧化铈。

CeCl2+H2C2O4+2NH4OH→CeC2O4+2H2O+2NH4Cl

应用

氧化剂。有机反应的催化剂。钢铁分析作稀土金属标样。氧化还原滴定分析。脱色玻璃。玻璃搪瓷遮光剂。耐热合金。

用作玻璃工业添加剂，作板玻璃研磨材料，还可用在化妆品中起到抗紫外线作用。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。

稀土抛光作用

稀土抛光粉具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点，与传统抛光粉——铁红粉相比，不污染环境，易于从沾着物上除去等优点。用氧化铈抛光粉抛光透镜，一分钟完成的工作量，如用氧化铁抛光粉则需要30～60分钟。所以，稀土抛光粉具有用量少、抛光速度快以及抛光效率高的优点。而且能改变抛光质量和操作环境。一般稀土玻璃抛光粉主要用富铈氧化物。氧化铈之所以是极有效的抛光用化合物，是因为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。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。目前我国有稀土抛光粉厂几十家，生产规模上百吨的十余家。中外合资包头天骄清美稀土抛光粉有限公司是我国目前最大的稀土抛光粉厂之一，年生产能力1200吨，产品销往国内外。

玻璃脱色

所有玻璃里都含有氧化铁，它能通过原料、砂子、石灰石和玻璃配料中的碎玻璃带入玻璃，其存在形式有两种：一种是使玻璃颜色变成深蓝的二价铁，另一种使玻璃颜色变成黄色的三价铁，脱色就是把二价铁离子氧化成三价铁，因为三价铁的色调强度只有二价铁的十分之一。然后添加补色剂，把颜色中和成浅绿色。

用于玻璃脱色的稀土元素主要是氧化铈和氧化钕。稀土玻璃脱色剂取代传统使用的白砒脱色剂，不仅提高效率，而且还避免了白砒的污染。氧化铈用于玻璃脱色具有高温性能稳定、价格低廉和不吸收可见光等优点。

玻璃着色

稀土离子在高温下具有稳定而鲜艳的颜色，用来掺入料液中，制造各种颜色的玻璃。钕、镨、铒、铈等稀土氧化物都是极佳的玻璃着色剂，当添加稀土着色剂的透明玻璃吸收波长为400～700纳米的可见光时，呈现出美丽的彩色。用这些彩色玻璃可以制作航空航海、各种交通工具的指示灯罩及各种高级艺术装饰品。

氧化钕加入钠－钙玻璃和铅玻璃中，玻璃颜色的深浅取决于玻璃的厚度和钕的含量以及光源的强弱，薄玻璃呈淡粉红色，厚玻璃呈兰紫色，这种现象称为钕的双色性；氧化镨产生一种类似于铬的绿色；氧化铒用在光致变色玻璃和水晶玻璃中呈粉红色；氧化铈和二氧化钛结合使用，使玻璃呈黄色；氧化镨和氧化钕可用于镨钕黑玻璃。

稀土澄清剂

采用氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂，清除气泡和微量带色元素，在制备无色玻璃瓶时效果显著，成品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。同时还消除了砷对环境和玻璃的污染。

另外，氧化铈添加在日用玻璃，如建筑和汽车用玻璃，水晶玻璃，能减少紫外线的透光率，该用途在日本和美国已推广使用。在我国随着生活质量的提高，也会有较好的市场。氧化钕添加在显像管玻壳中，可消除红色光的色散，增加了清晰度。添加稀土的特种玻璃有：镧玻璃具有高折射、低色散特性，广泛用于制造各种透镜和高级照相机、摄像机镜头，尤其是高空摄影装置的镜头；铈防辐射玻璃，用于汽车玻璃和电视玻壳；钕玻璃用于激光材料，是巨型激光器最理想的材料，主要用于受控核聚变装置。

来源：包头稀土研发中心