Церий-цирконий

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

Кристаллическая структура и стабильность

Кристаллическая структура церия-циркония 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 высоких концентрациях Zr образуются другие кристаллические структуры, в том числе две разные тетрагональные фазы при промежуточных концентрациях Zr и моноклинная фаза при очень высоких концентрациях Zr. ^{[ 2 ]}

Есть и экспериментальные ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} и теоретический ^{[ 5 ]} данные показывают, что разложение церия-циркония на оксиды, богатые Ce и Zr, является термодинамически выгодным в широком диапазоне составов твердых растворов, что указывает на то, что церий-цирконий метастабилен в отношении разделения фаз.

Технологическое значение

Цирконий-церий широко используется в качестве компонента современных трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов . ^{[ 6 ]} Компонент конвертера на основе церия выполняет несколько функций, в том числе способствует диспергированию благородных металлов в катализаторе, а также хранению и выделению кислорода. ^{[ 7 ]} Введение циркония в современные конвертеры, образующие церий-цирконий, улучшает работу катализатора за счет повышения стойкости материала к спеканию и одновременного повышения способности оксида размещать кислородные вакансии . в своей структуре ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Материалы МЕМПРО. «Смешанный оксид металлов церия-циркония» .
^ 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. дои : 10.1111/j.1151-2916.1994.tb07270.x . ISSN 0002-7820 .
^ Ди Монте, Роберта; Форнасьеро, Паоло; Дезинан, 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. дои : 10.1021/cm048829q . ISSN 0897-4756 .
^ Ли, Тереза А.; Станек, Кристофер Р.; Макклеллан, Кеннет Дж.; Митчелл, Джереми Н.; Навроцкий, Александра (2011). «Энтальпия образования кубической фазы флюорита в системе церий-цирконий». Журнал исследования материалов . 23 (4): 1105–1112. Бибкод : 2008JMatR..23.1105L . дои : 10.1557/jmr.2008.0143 . ISSN 0884-2914 . S2CID 97664868 .
^ Грау-Креспо, Р.; де Леу, Нью-Хэмпшир; Хамад, С.; Вагмаре, УФ (2011). «Фазовое разделение и поверхностная сегрегация в твердых растворах церия-циркония». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 467 (2131): 1925–1938. arXiv : 1012.3367 . Бибкод : 2011RSPSA.467.1925G . дои : 10.1098/rspa.2010.0512 . ISSN 1364-5021 . S2CID 11480719 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ди Монте, Роберта; Кашпар, Ян (2005). «Гетерогенный экологический катализ – нежное искусство: смешанные оксиды CeO2–ZrO2 как история болезни». Катализ сегодня . 100 (1–2): 27–35. дои : 10.1016/j.cattod.2004.11.005 . ISSN 0920-5861 .
^ Троварелли, Алессандро (1996). «Каталитические свойства материалов, содержащих церий и CeO2». Обзоры катализа . 38 (4): 439–520. дои : 10.1080/01614949608006464 . ISSN 0161-4940 .

[1] Материалы МЕМПРО. «Смешанный оксид металлов церия-циркония» .

[YashimaArashi1994-2] 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. дои : 10.1111/j.1151-2916.1994.tb07270.x . ISSN 0002-7820 .

[DiMonteFornasiero2004-3] Ди Монте, Роберта; Форнасьеро, Паоло; Дезинан, 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. дои : 10.1021/cm048829q . ISSN 0897-4756 .

[LeeStanek2011-4] Ли, Тереза А.; Станек, Кристофер Р.; Макклеллан, Кеннет Дж.; Митчелл, Джереми Н.; Навроцкий, Александра (2011). «Энтальпия образования кубической фазы флюорита в системе церий-цирконий». Журнал исследования материалов . 23 (4): 1105–1112. Бибкод : 2008JMatR..23.1105L . дои : 10.1557/jmr.2008.0143 . ISSN 0884-2914 . S2CID 97664868 .

[Grau-Crespo_deLeeuw2011-5] Грау-Креспо, Р.; де Леу, Нью-Хэмпшир; Хамад, С.; Вагмаре, УФ (2011). «Фазовое разделение и поверхностная сегрегация в твердых растворах церия-циркония». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 467 (2131): 1925–1938. arXiv : 1012.3367 . Бибкод : 2011RSPSA.467.1925G . дои : 10.1098/rspa.2010.0512 . ISSN 1364-5021 . S2CID 11480719 .

[DiMonteKašpar2005-6] Перейти обратно: ^а ^б Ди Монте, Роберта; Кашпар, Ян (2005). «Гетерогенный экологический катализ – нежное искусство: смешанные оксиды CeO2–ZrO2 как история болезни». Катализ сегодня . 100 (1–2): 27–35. дои : 10.1016/j.cattod.2004.11.005 . ISSN 0920-5861 .

[Trovarelli1996-7] Троварелли, Алессандро (1996). «Каталитические свойства материалов, содержащих церий и CeO2». Обзоры катализа . 38 (4): 439–520. дои : 10.1080/01614949608006464 . ISSN 0161-4940 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]