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稀土材料的产品和用途(常用稀土材料)

稀土材料的产品和用途(常用稀土材料) 稀土在环境和建筑材料中的应用

稀土在环境材料中的一个重要应用是作为汽车尾气净化的催化剂。它具有良好的催化活性、热稳定性、抗毒性、使用寿命长和价格优势。北京有色金属研究院研制的稀土尾气净化催化剂主要使用氧化铈,中科院大连化物所使用的是铂/氧化锆·。氧化铈被用作催化剂。对汽车尾气中的CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)、NOX(氮氧化物)的净化率可达60%-70%,甚至更高。

最近国外采用CEO(二氧化铈)作为SO(二氧化硫)的吸附剂,烟气中二氧化硫的净化率达到95%。硫酸铈对NOX的净化率达到90%以上。氧化铈可用于吸附硫化氢,硫化氢可形成氧化铈,氧化铈在1000℃气化脱硫后可再生。自从1973年二氧化碳甲烷化的想法提出以来,科学家们进行了各种各样的研究。当氢气作为二氧化碳的还原剂时,氧化镧结合到Cu-Zr-Cr-Al氧化物催化剂中,将二氧化碳转化为甲醇,既开发了新能源,又减少了二氧化碳的排放。

稀土原子半径大,容易失去外层电子,具有特殊的变价特性和化学活性。在中国建筑材料科学研究院的研究工作中,利用氧化钛、氧化锆等氧化物半导体的光催化性能和稀土活化手段,增加材料禁带内的新表面能级和光催化过程中的活性氧自由基,使其在可见光下达到光催化效果。基于这些特性,开发了稀土活化抗菌剂(24小时抗菌率可达95%)和空气体净化剂(NH、NO、NCHO、CO净化率均可达60%以上)。这种催化剂采用稀土与其他氧化物的协同作用,已应用于涂料、陶瓷、搪瓷、水泥制品等多种建筑材料,能产生良好的抗菌和净化效果。

玻璃是稀土应用较早的传统行业。在微晶玻璃中加入稀土可以改善材料性能,引起颜色变化。作为稀土玻璃的抛光材料,可以提高抛光效果。玻璃陶瓷中的稀土量约占稀土总量的25%-30%。近年来,稀土也开始在高科技陶瓷中发挥作用。稀土元素具有独特的电子层结构,其中不饱和电子层(如4f电子层)被不同波长的光照射,然后发生电子跃迁,会发出另一种波长的光。由于这一特性,稀土可用作玻璃陶瓷的各种着色剂,并具有独特的鲜艳色彩。

稀土色釉按其颜色分有以下几种(括号内为含稀土着色剂的主要成分):亮黄色(氧化镨为镨黄)、橙色(氧化钇)、淡紫色(氧化钕)、锆镨钒绿(氧化锆、氧化镨、氧化钒)、锆镨钒橙(。

稀土纳米材料是未来新的研究方向。由于构成材料的纳米粒子会引起材料性质的突变或产生其他更好的性质,各国都在加紧研究。中国是世界上稀土资源最丰富的国家。研发稀土纳米技术并将其应用于各种功能材料,包括各种功能建筑材料和功能环保材料,将具有广阔的应用前景。可以预见,各种功能的稀土纳米材料将成为21世纪的主导产品。

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