Cerium for at gøre raketdrivstofbrændstof mere miljøvenligt

Cerium, grundstof 58 i det periodiske system.

cerium metal

Ceriumer det mest udbredte sjældne jordmetal, og sammen med det tidligere opdagede yttrium-element åbner det døren til opdagelsen af ​​andresjældne jordarterelementer.

I 1803 fandt den tyske videnskabsmand Klaprott et nyt grundstofoxid i en rød tung sten produceret i den lille svenske by Vastras, som så okker ud, når den brændte. Samtidig fandt de svenske kemikere Bezilius og Hissinger også oxidet af det samme grundstof i malmen. Indtil 1875 opnåede folk metalcerium fra smeltet ceriumoxid ved elektrolyse.

Cerium metaler meget aktiv og kan brænde og danne pulveriseret ceriumoxid. Ceriumjernlegering blandet med andre sjældne jordarters elementer kan producere smukke gnister, når man gnider mod hårde genstande, antænder omgivende brændbare stoffer og er et nøglemateriale i tændingsanordninger som lightere og tændrør. Det vil også brænde sig selv, ledsaget af smukke gnister, tilføjet jern og andet Lanthanid, bare for at forstærke effekten af ​​disse gnister. Et net lavet af cerium eller imprægneret med ceriumsalte kan øge effektiviteten af ​​brændstofforbrændingen og blive et meget fremragende forbrændingshjælpemiddel, som kan spare brændstof. Cerium er også et godt glastilsætningsstof, som kan absorbere ultraviolette og infrarøde stråler, og er meget brugt i bilglas. Det kan ikke kun forhindre ultraviolette stråler, men også reducere temperaturen i bilen, hvilket sparer elektricitet til aircondition.

Flere anvendelser af cerium er baseret på omdannelsen mellem trivalent cerium og tetravalent cerium, som har ganske unikke egenskaber i sjældne jordarters metaller. Denne funktion gør det muligt for cerium effektivt at lagre og frigive oxygen, som kan bruges i fast oxid-brændselscelle til at katalysere Redox og dermed opnå den retningsbestemte bevægelse af elektroner for at danne strøm. Zeolitter imprægneret med cerium og lanthan kan tjene som katalysatorer for råoliekrakning under raffineringsprocessen. Brugen af ​​ceriumoxid og ædelmetaller i ternære katalysatorer til biler kan omdanne skadelige brændstofgasser til forureningsfrit nitrogen, kuldioxid og vand, hvilket effektivt forhindrer en stor mængde udstødningsgas fra biler. På grund af dets evne til at absorbere ilt, udforsker folk også, hvordan man kan bruge ceriumoxidnanopartikler i antioxidantterapi. Et solid state-lasersystem udviklet af USA indeholder cerium, som kan bruges til at detektere biologiske våben ved at overvåge koncentrationen af ​​tryptofan, og som også kan bruges til medicinsk detektion.
cerium

På grund af dets unikke fotofysiske egenskaber er cerium også en meget vigtig katalysator, hvilket gør det billigtCerium(IV)oxidbegunstiget af videnskabsmænd inden for katalysatorer. Den 27. juli 2018 offentliggjorde magasinet Science en stor videnskabelig forskningspræstation af Zuo Zhiweis team fra School of Material Science and Technology ved ShanghaiTech University – fremme af metankonvertering med lys. Nøglen i konverteringsprocessen er at finde et billigt og effektivt synergistisk katalysesystem af ceriumbaseret katalysator og alkoholkatalysator, som effektivt løser det videnskabelige problem med at bruge lysenergi til at omdanne metan til flydende produkter ved stuetemperatur i ét trin. ny, økonomisk og miljøvenlig løsning til omdannelse af metan til kemiske produkter med høj værditilvækst, såsom raketbrændstof.


Indlægstid: Aug-01-2023