stringtranslate.com

Церий-цирконий

Флюоритоподобная кристаллическая структура церия и кубического циркония

Церий-цирконий представляет собой твердый раствор оксида церия (IV) (CeO 2 , также известного как церий) и оксида циркония (ZrO 2 , также известного как цирконий). [1]

Кристаллическая структура и стабильность

Кристаллическая структура, принятая церием-цирконием, зависит от соотношения Zr/Ce и температуры. При очень низких концентрациях Zr церий-цирконий демонстрирует кубическую структуру флюорита , которая является общей как для чистого церия, так и для кубического циркония (чистый цирконий обычно принимает кубическую структуру только при высоких температурах). Однако при более высоком содержании Zr образуются другие кристаллические структуры, включая две различные тетрагональные фазы при промежуточных концентрациях Zr и моноклинную фазу при очень высоких концентрациях Zr. [2]

Имеются как экспериментальные [3] [4] , так и теоретические [5] данные, показывающие, что разложение церий-циркония на оксиды, богатые Ce и Zr, термодинамически выгодно в широком диапазоне составов твердых растворов, что указывает на то, что церий-цирконий является метастабильным по отношению к разделению фаз.

Технологическое значение

Церий-цирконий широко используется в качестве компонента в современных трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах . [6] Компонент на основе церия в нейтрализаторе выполняет несколько функций, включая содействие дисперсии благородных металлов в катализаторе, а также хранение и высвобождение кислорода. [7] Включение циркония в современные нейтрализаторы, образующее церий-цирконий, улучшает производительность катализатора за счет повышения устойчивости материала к спеканию и одновременного повышения способности оксида заполнять кислородные вакансии в своей структуре. [6]

Ссылки

  1. ^ Материалы MEMPRO. «Смешанный оксид металла церия и циркония».
  2. ^ Яшима, Масатомо; Араши, Харуо; Какихана, Масато; Ёсимура, Масахиро (1994). «Исследование комбинационным рассеянием кубически-тетрагонального фазового перехода в твердом растворе Zr1-xCexO2». Журнал Американского керамического общества . 77 (4): 1067–1071. doi :10.1111/j.1151-2916.1994.tb07270.x. ISSN  0002-7820.
  3. ^ Ди Монте, Роберта; Форнасьеро, Паоло; Десинан, Стефано; Кашпар, Ян; Гатика, Хосе М.; Кальвино, Хосе Дж.; Фонда, Эмилиано (2004). «Термическая стабилизация промоторов хранения кислорода CexZr1-xO2 путем добавления Al2O3: влияние термического старения на текстурные, структурные и морфологические свойства». Химия материалов . 16 (22): 4273–4285. doi :10.1021/cm048829q. ISSN  0897-4756.
  4. ^ Ли, Тереза ​​А.; Станек, Кристофер Р.; Макклеллан, Кеннет Дж.; Митчелл, Джереми Н.; Навроцки, Александра (2011). «Энтальпия образования кубической фазы флюорита в системе церий–цирконий». Журнал исследований материалов . 23 (4): 1105–1112. Bibcode : 2008JMatR..23.1105L. doi : 10.1557/jmr.2008.0143. ISSN  0884-2914. S2CID  97664868.
  5. ^ Grau-Crespo, R.; de Leeuw, NH; Hamad, S.; Waghmare, UV (2011). «Фазовое разделение и поверхностная сегрегация в твердых растворах церия-циркония». Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 467 (2131): 1925–1938. arXiv : 1012.3367 . Bibcode :2011RSPSA.467.1925G. doi :10.1098/rspa.2010.0512. ISSN  1364-5021. S2CID  11480719.
  6. ^ ab Di Monte, Roberta; Kašpar, Jan (2005). «Гетерогенный экологический катализ – тонкое искусство: смешанные оксиды CeO2–ZrO2 как история болезни». Catalysis Today . 100 (1–2): 27–35. doi :10.1016/j.cattod.2004.11.005. ISSN  0920-5861.
  7. ^ Троварелли, Алессандро (1996). «Каталитические свойства материалов, содержащих церий и CeO2». Catalysis Reviews . 38 (4): 439–520. doi :10.1080/01614949608006464. ISSN  0161-4940.