Introduction et application de l'oxyde de cérium
I. Présentation du produit
Oxyde de cérium (CeO₂), également connu sous le nom de dioxyde de cérium,C'est un oxyde de cérium, une terre rare, se présentant sous la forme d'une poudre jaune pâle à blanche. Représentant important des terres rares, l'oxyde de cérium est largement utilisé dans le polissage du verre, la purification des gaz d'échappement automobiles, les céramiques électroniques, les nouvelles énergies et d'autres domaines, grâce à ses propriétés chimiques et catalytiques uniques. Son point de fusion est d'environ 2400 °C, il présente une bonne stabilité chimique, est insoluble dans l'eau et peut rester stable à haute température et dans un environnement fortement oxydant.
Dans la production industrielle,oxyde de cériumIl est généralement extrait de minéraux contenant du cérium (tels que le minerai de cérium fluorocarboné et la monazite) et obtenu par lixiviation acide, extraction, précipitation, calcination et autres procédés. Selon sa pureté et sa granulométrie, il se divise en produits de polissage, de catalyse, d'électronique et de nano-qualité. Parmi ces produits, l'oxyde de cérium nano de haute pureté est le matériau de base des applications haut de gamme.
II. Caractéristiques du produit
Excellentes performances de polissage :Oxyde de cériumpossède une capacité de polissage chimico-mécanique, qui peut rapidement éliminer les défauts de surface du verre et améliorer la finition de surface.
Forte capacité redox : La transformation réversible entre Ce⁴⁺ et Ce³⁺ lui confère une fonction unique de stockage et de libération d'oxygène, particulièrement adaptée aux réactions catalytiques.
Forte stabilité chimique : il ne réagit pas facilement avec la plupart des acides et des bases et peut maintenir ses performances dans des conditions difficiles.
Résistance aux hautes températures : le point de fusion élevé et la stabilité thermique le rendent adapté aux processus à haute température et aux céramiques électroniques.
Taille des particules contrôlable : La taille des particules du produit peut être ajustée du micron au nanomètre pour répondre à différents besoins industriels.
III. Principaux domaines d'application
1. Polissage du verre et de l'optique
La poudre de polissage à l'oxyde de cérium est le principal matériau utilisé dans le traitement moderne du verre. Son action chimico-mécanique permet d'éliminer efficacement les petites rayures et de créer un effet miroir. Principalement utilisée pour :
Polissage de téléphones portables et d'écrans tactiles d'ordinateurs ;
Rectification de précision de lentilles optiques et d'objectifs d'appareil photo haut de gamme ;
Traitement de surface des écrans LCD et du verre des téléviseurs ;
Traitement de précision des produits en cristal et en verre optique.
Comparé aux matériaux de polissage traditionnels à base d'oxyde de fer, l'oxyde de cérium a une vitesse de polissage rapide, une luminosité de surface plus élevée et une longue durée de vie.
2. Catalyseur d'échappement automobile
L'oxyde de cérium est un composant essentiel des catalyseurs trois voies automobiles. Il permet de stocker et de libérer efficacement l'oxygène, de réaliser la conversion catalytique du monoxyde de carbone (CO), des oxydes d'azote (NOₓ) et des hydrocarbures (HC), réduisant ainsi les émissions polluantes des gaz d'échappement et répondant aux normes environnementales de plus en plus strictes.
3. Nouvelles énergies et piles à combustible
Le nano-oxyde de cérium peut améliorer considérablement la conductivité et la durabilité des batteries, qu'il soit utilisé comme électrolyte ou comme matériau intercalaire dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC). Parallèlement, il présente d'excellentes performances dans les domaines de la décomposition catalytique de l'hydrogène et des additifs pour batteries lithium-ion.
4. Additifs électroniques pour céramiques et verres
En tant que matière première importante pour les céramiques électroniques, l'oxyde de cérium peut être utilisé pour fabriquer des condensateurs, des thermistances, des matériaux de filtres optiques, etc. Lorsqu'il est ajouté au verre, il peut jouer un rôle dans la décoloration, l'amélioration de la transparence et la protection UV, et améliorer la durabilité et les propriétés optiques du verre.
5. Cosmétiques et matériaux de protection
Les nanoparticules d'oxyde de cérium absorbent les rayons ultraviolets et sont souvent utilisées dans les crèmes solaires et les produits de soins de la peau. Elles présentent l'avantage d'être inorganiques et difficilement absorbées par la peau. De plus, elles sont ajoutées aux revêtements industriels pour améliorer leur résistance à la corrosion et leurs propriétés anti-âge.
6. Gouvernance environnementale et catalyse chimique
L'oxyde de cérium trouve d'importantes applications dans la purification des gaz résiduaires industriels, l'oxydation catalytique des eaux usées et d'autres domaines. Sa forte activité catalytique le rend largement utilisé dans des procédés tels que le craquage du pétrole et la synthèse chimique.
IV. Tendance de développement
Avec le développement rapide des nouvelles énergies, de l’optique, de la protection de l’environnement et d’autres industries, la demande enoxyde de cériumpoursuit sa croissance. Les principales orientations de développement à venir sont les suivantes :
Nano- et haute performance : améliorer la surface spécifique et l'activité de réaction de l'oxyde de cérium grâce à la nanotechnologie.
Matériaux de polissage verts et respectueux de l'environnement : développer une poudre de polissage à faible pollution et à haute récupération pour améliorer l'utilisation des ressources.
Expansion du nouveau domaine énergétique : les perspectives de marché sont plus larges dans le domaine de l’énergie hydrogène, des piles à combustible et des matériaux de stockage d’énergie.
Recyclage des ressources : Renforcer la récupération des terres rares des déchets de poudre de polissage et des catalyseurs d'échappement pour réduire le gaspillage des ressources.
V. Conclusion
Grâce à ses excellentes performances de polissage, son activité catalytique et sa stabilité, l'oxyde de cérium est devenu un matériau essentiel pour le traitement du verre, le traitement des gaz d'échappement automobiles, la céramique électronique et les nouvelles industries énergétiques. Avec les progrès technologiques et la croissance de la demande pour les industries vertes, le champ d'application de l'oxyde de cérium s'élargira encore, et sa valeur marchande et son potentiel de développement seront illimités.