Cerium, element 58 van het periodiek systeem.
Ceriumis het meest voorkomende zeldzame aardmetaal, en samen met het eerder ontdekte element yttrium opent het de deur naar de ontdekking van anderezeldzame aardeelementen.
In 1803 vond de Duitse wetenschapper Klaprott een nieuw element oxide in een rode zware steen geproduceerd in de kleine Zweedse stad Vastras, die er bij verbranding oker uitzag. Tegelijkertijd vonden de Zweedse chemici Bezilius en Hissinger ook het oxide van hetzelfde element in het erts. Tot 1875 verkregen mensen door middel van elektrolyse metaalcerium uit gesmolten ceriumoxide.
Cerium-metaalis zeer actief en kan verbranden onder vorming van ceriumoxide in poedervorm. Cerium-ijzerlegering gemengd met andere zeldzame aardmetalen kan prachtige vonken produceren bij het wrijven tegen harde voorwerpen, waardoor omringende brandbare stoffen ontbranden, en is een belangrijk materiaal in ontstekingsapparaten zoals aanstekers en bougies. Het zal ook zichzelf verbranden, vergezeld van prachtige vonken, toegevoegd ijzer en andere lanthaniden, alleen maar om het effect van deze vonken te versterken. Een gaas gemaakt van cerium of geïmpregneerd met ceriumzouten kan de effectiviteit van de brandstofverbranding vergroten en een zeer uitstekend verbrandingshulpmiddel worden, dat brandstof kan besparen. Cerium is ook een goed glasadditief, dat ultraviolette en infrarode stralen kan absorberen, en wordt veel gebruikt in autoglas. Het kan niet alleen ultraviolette straling voorkomen, maar ook de temperatuur in de auto verlagen, waardoor elektriciteit voor airconditioning wordt bespaard.
Meer toepassingen van cerium zijn gebaseerd op de omzetting tussen driewaardig cerium en tetravalent cerium, die vrij unieke eigenschappen hebben in zeldzame aardmetalen. Dankzij deze functie kan cerium effectief zuurstof opslaan en vrijgeven, wat kan worden gebruikt in vaste-oxidebrandstofcellen om Redox te katalyseren, waardoor de gerichte beweging van elektronen wordt verkregen om stroom te vormen. Zeolieten geïmpregneerd met cerium en lanthaan kunnen dienen als katalysatoren voor het kraken van aardolie tijdens het raffinageproces. Het gebruik van ceriumoxide en edelmetalen in ternaire katalysatoren voor auto's kan schadelijke brandstofgassen omzetten in stikstof, kooldioxide en water zonder vervuiling, waardoor een grote hoeveelheid uitlaatgassen van auto's effectief wordt voorkomen. Vanwege het vermogen om zuurstof te absorberen, onderzoeken mensen ook hoe ze nanodeeltjes van ceriumoxide kunnen gebruiken bij antioxidatieve therapie. Een door de Verenigde Staten ontwikkeld solid state lasersysteem bevat cerium, dat kan worden gebruikt om biologische wapens te detecteren door de concentratie tryptofaan te monitoren, en ook kan worden gebruikt voor medische detectie.
Vanwege zijn unieke fotofysische eigenschappen is cerium ook een zeer belangrijke katalysator, wat goedkoop maaktCerium(IV)oxidefavoriet bij wetenschappers op het gebied van katalysatoren. Op 27 juli 2018 publiceerde het tijdschrift Science een belangrijke wetenschappelijke onderzoeksprestatie van het team van Zuo Zhiwei van de School of Material Science and Technology van de ShanghaiTech University – waarbij de omzetting van methaan met licht werd bevorderd. De sleutel in het conversieproces is het vinden van een goedkoop en efficiënt synergetisch katalysesysteem van op cerium gebaseerde katalysator en alcoholkatalysator, dat effectief het wetenschappelijke probleem oplost van het gebruik van lichtenergie om methaan in één stap om te zetten in vloeibare producten bij kamertemperatuur. nieuwe, economische en milieuvriendelijke oplossing voor de omzetting van methaan in chemische producten met een hoge toegevoegde waarde, zoals raketbrandstof.
Posttijd: 01 augustus 2023