Language
Country/Area
No result found
Скрытые свойства церия: как дефекты кислорода влияют на его проводимость?
Диоксид церия (CeO2), также известный как цериевая зола, находит важное применение в различных областях благодаря своим уникальным химическим свойствам. Особенно с точки зрения электронной проводимости наличие кислородных дефектов может существенно повлиять на проводящие свойства церия. В этой статье мы подробнее рассмотрим свойства и структуру церия, а также то, как дефекты кислорода изменяют его проводимость.
Характеристики и структура церия
Церий в естественном состоянии обычно встречается в виде оксидов, а основными рудами являются базнерит и моноклинный камень. Диоксид церия — бледно-желтый белый порошок с уникальным свойством обратимого превращения, который может быть преобразован в нестехиометрические оксиды.
Структура флюорита имеет 8-координированный церий (Ce4+) и 4-координированный кислород (O2−). При высоких температурах диоксид церия выделяет кислород, образуя нестехиометрическую форму с дефицитом кислорода.
Химия дефектов
В наиболее стабильной фазе цериевого паука оксид церия демонстрирует множество дефектов, которые зависят в основном от парциального давления кислорода или напряженного состояния материала. Наиболее заметными являются вакансии кислорода и небольшие поляроны (электроны, локализованные в катионе церия). При высокой концентрации кислородных вакансий скорость диффузии оксидных анионов в решетке увеличивается.
Это свойство делает оксиды церия превосходными для применения в твердооксидных топливных элементах, причем как нелегированный, так и легированный церий демонстрирует высокую электронную проводимость при низком парциальном давлении кислорода. секс.
Области применения
Диоксид церия в основном используется в двух областях: химическая полировка и обесцвечивание стекла. Особенно в химико-механической полировке превосходство церия позволило ему заменить многие другие оксиды и стать важным материалом в промышленности.
Оксиды церия также хорошо себя зарекомендовали в ряде новых областей применения, таких как катализ, энергетика и топливо, особенно при производстве водородной энергии, используя свойства кислородного дефекта церия для разложения воды.
Проблемы безопасности
В области нанотехнологий наночастицы диоксида церия (наноцерий) широко изучались на предмет их антибактериальных и антиоксидантных свойств. Это делает его перспективным кандидатом для использования в солнцезащитных кремах, особенно по сравнению с оксидом цинка и диоксидом титана. Заключение
Подводя итог, можно сказать, что оксид церия широко используется во многих отраслях промышленности благодаря своим уникальным проводящим свойствам. Кислородные дефекты играют особенно важную роль в улучшении его проводимости, а также способствовали развитию многих технологий. Раскроет ли диоксид церия в будущем больший потенциал и ценность в более широком спектре применений?
