酸化セリウム(Cerium Oxide)の用途及び特性

酸化セリウム(Cerium Oxide)の用途及び特性

酸化セリウム(Cerium Oxide)(IV)は希土類金属セリウム(Cerium)の酸化物です。 また、化学式CeO2を持つ淡黄色の粉末であり鉱石から元素を精製する中間体です。 この物質の独特な特性は、非化学量論的酸化物に可逆的に転換されるということです。 セリウムは主要鉱石であるバストネサイト（bastnaesite）及びモナザイト（monazite）において他のレアアースとの混合物で自然に発生します。 金属イオンを水性塩基で抽出した後、酸化剤を加えてpHを調整し、混合物からセリウム(Cerium)を分離します。 この段階では、CeO2の低い溶解度と他のレアアースが酸化に抵抗することを利用します。 また、酸化セリウム(Cerium Oxide)セリウムオキサレート(cerium oxalate)、セリウム水酸化物(cerium hydroxide)の下素(Calcination)によって形成されます。 セリウム(Cerium)は不安定なセリウム(Cerium)(IV)酸化物に酸化されるセリウム(Cerium)(III)酸化物であるCe2O3を形成します。

酸化セリウム(Cerium Oxide)材料の主要応用分野は触媒分野です。 最も安定的な蛍石状態のセリア表面は、より低い表面エネルギーを表すエネルギー（111）の平面によって支配されます。 酸化セリウム(Cerium Oxide)(IV)によって最も一般的に触媒される反応は一酸化炭素の酸化を含む水性ガス移動反応です。 また、酸化セリウム(Cerium Oxide)であるCeriaは、CO2メタン化およびトルエンのような炭化水素の触媒酸化を含む様々な炭化水素転換反応の触媒作用について研究さています。

酸化セリウムの用途

酸化セリウム(Cerium Oxide)は、希土類酸化物に共通する特性である固有の疎水性があります。疎水性は触媒表面で水分の不活性化に対する抵抗性を与え、有機化合物の吸着を向上させる傾向があります。 反対に、親有機性と見られる疎水性は、一般的により高い触媒昨日と関連があり、有機化合物および選択適合性と関連する応用分野において利用されます。

CeOx材料の相互転換性は酸化触媒にセリアを使用します。 また、高温洗浄の過程で炭化水素酸化触媒として自家洗浄オーブンの戦場に使用することも多いです。また、ガスマントルにおける天然ガスの酸化役割です。 ガスランタンマントル は、酸化セリウム(Cerium Oxide)でドーピングされたThO2で、空気と共に天然ガスのセリウム(Cerium)の触媒酸化によって加熱されます。 そして、自動車応用分野の触媒変換器でセンサーの材料としてもより多く使用されます。NOxと同様に酸化炭素排出を減らすために排気比率を制御します。

研磨(Polishing)

酸化セリウム(Cerium Oxide)の主な産業応用分野は研磨、特にCMP(Chemical-Mechanical Planarization)です。 そのために、酸化鉄やジルコニアのように以前使われた多くの酸化物を代替しました。

光学

酸化セリウム(Cerium Oxide)は、緑色に着色された第1鉄不純物をほぼ無色の第2鉄酸化物に転換させ、ガラスを脱色させる目的に使用します。 酸化セリウム(Cerium Oxide)は赤外線フィルター、触媒変換器、白熱マントルの二酸化トリウム代替物質として使用されています。

混合伝導

酸化セリウムのに含まれているイオンおよび電子伝導により、燃料電池の研究開発において混合伝導体として使用するのに最適です。

生物医学応用

酸化セリウム(Cerium Oxide)ナノ粒子(ナノセリア(nanoceria))は抗菌·抗酸化活性について研究されます。

溶接

酸化セリウム(Cerium Oxide)はガスタングステンアーク溶接用タングステン(Tungsten)電極に使用されます。純粋タングステン電極に比べて利点があります。 酸化セリウム(Cerium Oxide)電極は1987年アメリカ市場に初めて導入され、AC、DC電極両極及びDC陰極陰極に有用です。

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