Ցերիումը՝ հրթիռների վառելիքը էկոլոգիապես մաքուր դարձնելու համար

Ցերիում, պարբերական համակարգի 58-րդ տարր։

ՑերիումԱմենաառատ հազվագյուտ հողային մետաղն է, և նախկինում հայտնաբերված իտրիումի տարրի հետ միասին դուռ է բացում այլ տարրերի հայտնաբերման համար:հազվագյուտ երկիրտարրեր.

1803 թվականին գերմանացի գիտնական Կլապրոտը շվեդական փոքրիկ Վաստրաս քաղաքում արտադրված կարմիր ծանր քարի մեջ նոր տարր օքսիդ գտավ, որն այրվելիս օխրա էր երևում: Միաժամանակ շվեդ քիմիկոսներ Բեզիլիուսը և Հիսինգերը հանքաքարում հայտնաբերել են նաև նույն տարրի օքսիդը։ Մինչեւ 1875 թվականը մարդիկ մետաղական ցերիում էին ստանում հալված ցերիումի օքսիդից՝ էլեկտրոլիզով։

Ցերիում մետաղշատ ակտիվ է և կարող է այրվել՝ առաջացնելով փոշիացված ցերիումի օքսիդ: Ցերիումի երկաթի համաձուլվածքը, որը խառնված է այլ հազվագյուտ հողային տարրերի հետ, կարող է ստեղծել գեղեցիկ կայծեր, երբ քսվում է կոշտ առարկաներին, բռնկվում շրջակա այրվող նյութերը և հանդիսանում է հիմնական նյութ բոցավառման սարքերում, ինչպիսիք են կրակայրիչները և կայծային մոմերը: Այն նաև ինքն իրեն կայրվի՝ ուղեկցվելով գեղեցիկ կայծերով, երկաթի և այլ լանտանիդների ավելացմամբ՝ միայն այդ կայծերի ազդեցությունը ուժեղացնելու համար: Ցերիումից պատրաստված կամ ցերիումի աղերով ներծծված ցանցը կարող է բարձրացնել վառելիքի այրման արդյունավետությունը և դառնալ այրման հիանալի միջոց, որը կարող է խնայել վառելիքը: Ցերիումը նաև լավ ապակու հավելում է, որը կարող է կլանել ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթները և լայնորեն օգտագործվում է Ավտոմեքենաների ապակու մեջ: Այն կարող է ոչ միայն կանխել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները, այլև նվազեցնել մեքենայի ջերմաստիճանը՝ խնայելով էլեկտրաէներգիան օդորակման համար։

Ցերիումի ավելի շատ կիրառություններ հիմնված են եռավալենտ ցերիումի և քառավալենտ ցերիումի փոխակերպման վրա, որոնք ունեն բավականին յուրահատուկ հատկություններ հազվագյուտ հողային մետաղների մեջ: Այս հատկությունը թույլ է տալիս ցերիումին արդյունավետ կերպով պահել և ազատել թթվածինը, որը կարող է օգտագործվել պինդ օքսիդի վառելիքի բջիջում՝ կատալիզացնելու Redox-ը, այդպիսով ստանալով էլեկտրոնների ուղղորդված շարժումը հոսանք ձևավորելու համար: Ցերիումով և լանթանով ներծծված ցեոլիտները կարող են որպես կատալիզատորներ ծառայել նավթի ճաքերի զտման գործընթացում: Ցերիումի օքսիդի և թանկարժեք մետաղների օգտագործումը ավտոմոբիլային եռակի կատալիտիկ փոխարկիչներում կարող է վնասակար վառելիքի գազերը վերածել աղտոտվածությունից զերծ ազոտի, ածխածնի երկօքսիդի և ջրի՝ արդյունավետորեն կանխելով ավտոմեքենաների արտանետումների մեծ քանակությունը: Թթվածինը կլանելու ունակության շնորհիվ մարդիկ նաև ուսումնասիրում են, թե ինչպես օգտագործել ցերիումի օքսիդի նանոմասնիկները հակաօքսիդանտ թերապիայի մեջ: Միացյալ Նահանգների կողմից մշակված պինդ վիճակի լազերային համակարգը պարունակում է ցերիում, որը կարող է օգտագործվել կենսաբանական զենքեր հայտնաբերելու համար՝ վերահսկելով տրիպտոֆանի կոնցենտրացիան, ինչպես նաև կարող է օգտագործվել բժշկական հայտնաբերման համար:

Իր յուրահատուկ ֆոտոֆիզիկական հատկությունների պատճառով ցերիումը նաև շատ կարևոր կատալիզատոր է, որը դարձնում է էժանՑերիում (IV) օքսիդհավանություն են տալիս կատալիզատորների ոլորտի գիտնականներին: 2018 թվականի հուլիսի 27-ին Science ամսագիրը հրապարակել է ՇանհայՏեխ համալսարանի Նյութագիտության և տեխնոլոգիաների դպրոցի Զուո Ժիվեյի թիմի գիտահետազոտական ​​մեծ ձեռքբերումը՝ խթանելով մեթանի փոխակերպումը լույսով: Փոխակերպման գործընթացում հիմնականը ցերիումի վրա հիմնված կատալիզատորի և ալկոհոլի կատալիզատորի էժան և արդյունավետ սիներգետիկ կատալիզի համակարգ գտնելն է, որն արդյունավետորեն լուծում է լույսի էներգիայի օգտագործման գիտական ​​խնդիրը մեկ քայլով մեթանը սենյակային ջերմաստիճանում հեղուկ արտադրանքի վերածելու համար: նոր, տնտեսական և էկոլոգիապես մաքուր լուծում մեթանը բարձր ավելացված արժեքով քիմիական արտադրանքի վերածելու համար, ինչպիսին է հրթիռային վառելիքը: