Cerium, jaksollisen järjestelmän alkuaine 58.
Ceriumon yleisin harvinainen maametalli, ja yhdessä aiemmin löydetyn yttrium-alkuaineen kanssa se avaa oven muidenharvinainen maametallielementtejä.
Vuonna 1803 saksalainen tiedemies Klaprott löysi uuden alkuaineoksidin pienessä ruotsalaisessa Vastrasin kaupungissa tuotetusta punaisesta raskaasta kivestä, joka palaessaan vaikutti okralta. Samaan aikaan ruotsalaiset kemistit Bezilius ja Hissinger löysivät myös saman alkuaineen oksidin malmista. Vuoteen 1875 asti ihmiset saivat metalliseriumia sulasta ceriumoksidista elektrolyysillä.
Cerium metallion erittäin aktiivinen ja voi palaa muodostaen jauhemaista ceriumoksidia. Cerium-rautaseos sekoitettuna muiden harvinaisten maametallien kanssa voi tuottaa kauniita kipinöitä hankautuessaan kovia esineitä vasten ja sytyttää ympäröivät palavat aineet, ja se on avainmateriaali sytytyslaitteissa, kuten sytyttimissä ja sytytystulpissa. Se myös polttaa itsensä kauniiden kipinöiden, lisätyn raudan ja muiden lantanidien mukana vain parantaakseen näiden kipinöiden vaikutusta. Ceriumista valmistettu tai ceriumsuoloilla kyllästetty verkko voi tehostaa polttoaineen palamista ja siitä tulee erittäin hyvä palamisen apuväline, joka voi säästää polttoainetta. Cerium on myös hyvä lasin lisäaine, joka voi absorboida ultravioletti- ja infrapunasäteitä, ja sitä käytetään laajalti autolasissa. Se ei voi vain estää ultraviolettisäteitä, vaan myös vähentää auton lämpötilaa, mikä säästää sähköä ilmastointiin.
Ceriumin useat sovellukset perustuvat kolmiarvoisen ceriumin ja neliarvoisen ceriumin väliseen konversioon, joilla on melko ainutlaatuisia ominaisuuksia harvinaisissa maametalleissa. Tämä ominaisuus mahdollistaa seriumin tehokkaan varastoinnin ja vapauttamisen happea, jota voidaan käyttää kiinteäoksidipolttokennossa redox-katalysoimaan, jolloin saadaan elektronien suunnattu liike virran muodostamiseksi. Ceriumilla ja lantaanilla kyllästetyt zeoliitit voivat toimia katalyytteinä öljyn krakkauksessa jalostusprosessin aikana. Ceriumoksidin ja jalometallien käyttö autojen kolmikatalysaattoreissa voi muuntaa haitalliset polttokaasut saastumattomaksi typeksi, hiilidioksidiksi ja vedeksi, mikä estää tehokkaasti suuren määrän autojen pakokaasupäästöjä. Sen kyky imeä happea, ihmiset ovat myös tutkimassa, miten seriumoksidin nanohiukkasia voidaan hyödyntää antioksidanttihoidossa. Yhdysvaltojen kehittämä solid-state laserjärjestelmä sisältää ceriumia, jolla voidaan havaita biologisia aseita tarkkailemalla tryptofaanin pitoisuutta, ja sitä voidaan käyttää myös lääketieteelliseen havaitsemiseen.
Ainutlaatuisten fotofysikaalisten ominaisuuksiensa vuoksi cerium on myös erittäin tärkeä katalyytti, mikä tekee halvastaCerium(IV)oksidikatalyyttien alan tutkijat suosivat. Science-lehti julkaisi 27. heinäkuuta 2018 ShanghaiTech Universityn materiaalitieteen ja teknologian korkeakoulun Zuo Zhiwein tiimin suuren tieteellisen tutkimussaavutuksen edistämällä metaanin muuntamista valolla. Konversioprosessin avain on löytää halpa ja tehokas ceriumpohjaisen katalyytin ja alkoholikatalyytin synergistinen katalyyttijärjestelmä, joka ratkaisee tehokkaasti valoenergian käytön tieteellisen ongelman metaanin muuttamiseksi nestemäisiksi tuotteiksi huoneenlämpötilassa yhdessä vaiheessa. Se tarjoaa uusi, taloudellinen ja ympäristöystävällinen ratkaisu metaanin muuntamiseen korkean jalostusarvon kemiallisiksi tuotteiksi, kuten rakettipolttoaineeksi.
Postitusaika: 01.08.2023