Ceria-zirkon - Ceria-zirconia

Fluoritová krystalová struktura ceria a kubického oxidu zirkoničitého

Ceria-zirkon je pevný roztok z oxid ceričitý (Výkonný ředitel2, také známý jako ceria) a oxid zirkoničitý (ZrO2, také známý jako oxid zirkoničitý).[1]

Krystalová struktura a stabilita

Krystalová struktura přijatá ceria-zirkonem závisí na poměru Zr / Ce a teplotě. Při velmi nízkých koncentracích Zr vykazuje ceria-zirkoničitý kubický fluoritová struktura, což je společné jak pro čistou ceru, tak pro kubický zirkon (čistý oxid zirkoničitý obvykle přijímá kubickou strukturu pouze při vysokých teplotách). Při vyšším obsahu Zr se však tvoří další krystalové struktury, včetně dvou různých tetragonálních fází při středních koncentracích Zr a monoklinické fáze při velmi vysokých koncentracích Zr.[2]

Existují oba experimentální[3][4] a teoretické[5] důkazy ukazující, že rozklad ceria-zirkonia na oxidy bohaté na Ce a Zr je termodynamicky příznivý v široké škále složení pevných roztoků, což znamená, že ceria-zirkoničitý je metastabilní s ohledem na fázovou separaci.

Technologický význam

Ceria-zirkoničitý je široce používán jako součást v současném třícestném katalyzátory.[6] Ceria komponenta převaděče má několik funkcí, včetně podpory disperze vzácných kovů v katalyzátoru, ale také akumuluje a uvolňuje kyslík.[7] Začlenění zirkonia do moderních převodníků, které tvoří ceria-zirkon, zlepšuje výkonnost katalyzátoru zvýšením odolnosti materiálu proti slinování a současně zvyšuje schopnost oxidu přijímat kyslík volná místa ve své struktuře.[6]

Reference

  1. ^ Materiály MEMPRO. „Směsný oxid kovu zirkoničitý“.
  2. ^ Yashima, Masatomo; Arashi, Haruo; Kakihana, Masato; Yoshimura, Masahiro (1994). "Studie Ramanova rozptylu kubicko-tetragonálního fázového přechodu v pevném roztoku Zr1-xCexO2". Journal of the American Ceramic Society. 77 (4): 1067–1071. doi:10.1111 / j.1151-2916.1994.tb07270.x. ISSN  0002-7820.
  3. ^ Di Monte, Roberta; Fornasiero, Paolo; Desinan, Stefano; Kašpar, Jan; Gatica, José M .; Calvino, José J .; Fonda, Emiliano (2004). "Tepelná stabilizace promotorů ukládání kyslíku CexZr1-xO2Oxy přidáním Al2O3: Vliv tepelného stárnutí na texturní, strukturní a morfologické vlastnosti". Chemie materiálů. 16 (22): 4273–4285. doi:10,1021 / cm048829q. ISSN  0897-4756.
  4. ^ Lee, Theresa A .; Stanek, Christopher R.; McClellan, Kenneth J .; Mitchell, Jeremy N .; Navrotsky, Alexandra (2011). „Entalpie vzniku kubické fluoritové fáze v systému ceria-zirkonia“. Journal of Materials Research. 23 (04): 1105–1112. Bibcode:2008JMatR..23.1105L. doi:10.1557 / jmr.2008.0143. ISSN  0884-2914.
  5. ^ Grau-Crespo, R .; de Leeuw, N. H .; Hamad, S .; Waghmare, U. V. (2011). "Fázová separace a povrchová segregace v ceriazirkoničitých pevných roztocích". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 467 (2131): 1925–1938. arXiv:1012.3367. Bibcode:2011RSPSA.467.1925G. doi:10.1098 / rspa.2010.0512. ISSN  1364-5021.
  6. ^ A b Di Monte, Roberta; Kašpar, Jan (2005). „Heterogenní environmentální katalýza - jemné umění: směsné oxidy CeO2 – ZrO2 jako anamnéza“. Katalýza dnes. 100 (1–2): 27–35. doi:10.1016 / j.cattod.2004.11.005. ISSN  0920-5861.
  7. ^ Trovarelli, Alessandro (1996). "Katalytické vlastnosti materiálů obsahujících Ceria a CeO2". Recenze katalýzy. 38 (4): 439–520. doi:10.1080/01614949608006464. ISSN  0161-4940.