能代替鉑、金、鈀的環保金屬——鈰,用刀刮就會自燃?

鈰的發現歷史及含量分佈

在稀土這個元素大家族中,

鈰是當之無愧的“老大哥”

。其一,

稀土在地殼中總的丰度為238ppm,其中鈰為68ppm,佔稀土總配分的28%,居第一位

;其二,鈰是在發現釔(1794年)9年之後,被發現的第二個稀土元素。

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1803年,瑞典化學家伯採利烏斯和他的老師黑新格爾在分析瑞典產的Tungsten礦(“重石”之意)時,發現了一種與“釔土”性質十分相似但又完全不同的新元素——“鈰土”。在他們提出的發現報告中,將其命名為Cemm(鈰),

以紀念1801年發現的小行星——穀神星(Ceres)。

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鈰是代替貴金屬的環保材料

鈰被用作優良的環保材料,最有代表性的應用是汽車尾氣淨化催化劑。

在普遍使用的貴金屬(鉑、銠、鈀等)三元催化劑中加入鈰,可以提高催化劑效能並減少貴金屬用量,汽車尾氣主要汙染物為一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物,他們會影響人體造血機能,形成光化學有毒煙霧並

產生致癌物,對人、動物和植物都會造成損害。

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三元淨化催化技術可以使碳氫化合物和一氧化碳充分氧化生成二氧化碳和水,使氮氧化物分解成氮氣和氧氣(故名三元催化)。

鉑、銠、鈀等貴金屬是尾氣淨化的優良催化材料。但價格昂貴且對發動機和汽油均有較高要求,限制了它們的廣泛應用。

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在催化劑中加人鈰可明顯減少貴金屬用量並改善催化效能

使催化器的價格大幅下降。

在美國,汽車尾氣淨化催化劑已成為消費稀土的第一大使用者。

氧化鈰還能與奈米氧化鈦製成光催化劑,用於抗菌陶瓷和富氧離子環保塗料等。

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硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環境和人類有害的金屬用作塑膠紅色著色劑,

也可用於塗料、油墨和紙張等行業。法國羅地亞公司掌握領先技術。

富鈰輕稀土環烷酸鹽等有機化合物還被用於油漆催幹劑、PVC塑膠穩定劑和MC尼龍改性劑等方面,

既可以取代鉛鹽等毒性大的物質,又可以減少鈷鹽等昂貴材料。

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用刀刮就會自燃?

鈰是鑭系金屬中自然丰度最高的一種。彎折鈰條時常迸濺出火星。

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鈰在室溫下很容易氧化,在空氣中很容易失去光澤,

用刀刮即可在空氣中燃燒

(純的鈰不易自燃,但稍氧化或與鐵生成合金時,極易自燃)。加熱時,在空氣中燃燒生成二氧化鈰。

能與沸水作用產生氫氧化鈰,溶於酸,不溶於鹼。

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鈰也能在鹵素中燃燒,

如在氯氣中燃燒,產生三氯化鈰(CeCl3)受低溫和高壓時,出現一種反磁性體,比普通形式的鈰緻密18%。

用於製造打火石、陶瓷和合金等

。鈰是除銪外稀土元素中最活潑的。

鈰在冷水中緩慢反應,在熱水中反應加快。

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