Хлорид церия CeClxHO: кристаллогидрат для катализа и металлургии
Хлорид церия CeClxHO — кристаллогидрат трёхвалентного церия, выпускаемый в виде гексагидрата CeCl6HO и безводной формы CeCl. Гексагидрат представляет собой белые или слегка розоватые гигроскопичные кристаллы с плотностью около 3,9 г/см, растворимые в воде и этаноле. При нагреве выше 90 C кристаллогидрат теряет воду, а при 230–250 C переходит в безводную соль; дальнейший нагрев в окислительной среде приводит к образованию оксихлорида CeOCl и диоксида церия CeO. Безводный CeCl — тугоплавкое соединение с температурой плавления 817 C и кипения 1727 C, активно поглощает влагу воздуха, поэтому хранится в герметичной таре.
Ключевое отличие от хлоридов лантана и неодима — устойчивая степень окисления Ce в восстановительной среде и лёгкий переход Ce/Ce, что определяет каталитические и окислительно-восстановительные свойства соединения. Содержание основного вещества в товарных марках составляет 99,0–99,99 % по CeO-эквиваленту; лимитируются примеси других РЗЭ, железа, тория и сульфатов.
Технические параметры
| Показатель | CeCl6HO | CeCl безводный | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание CeO | 45 % | 78 % | комплексонометрия | по сухому веществу |
| РЗЭ примеси | 0,1 % | 0,05 % | ICP-MS | сумма La, Nd, Pr |
| FeO | 0,002 % | 0,001 % | спектрофотометрия | для марок 99,99 |
| Влажность | кристаллогидрат | 0,5 % | гравиметрия | хранение в эксикаторе |
| pH раствора | 4,0–5,5 | 3,5–5,0 | потенциометрия | раствор 5 % |
Марки и формы поставки
- CeCl6HO, чистота 99,0 % — технический реактив для катализа и травления.
- CeCl6HO, 99,9 % (3N) — синтез люминофоров, прекурсоры наночастиц.
- CeCl6HO, 99,99 % (4N) — оптика, полупроводниковые технологии.
- CeCl безводный, 99,9 % — расплавные электролиты, реактивы Гриньяра.
- Раствор CeCl 20–40 % — дозирование в проточных технологических линиях.
Применение
В нефтехимии CeCl служит прекурсором церийсодержащих катализаторов крекинга и промотором окисления в процессах очистки выхлопных газов. В металлургии гексагидрат вводят в расплавы для модифицирования неметаллических включений и повышения коррозионной стойкости сталей и алюминиевых сплавов. В стекловарении и оптическом производстве хлорид церия применяют для полирования линз, зеркал и подложек ЖК-дисплеев, а также как компонент шихты для обесцвечивания стекломассы.
В электрохимии безводный CeCl используется в расплавленных солевых электролитах для нанесения церийсодержащих покрытий и в составе редокс-батарей. В органическом синтезе — как катализатор реакций Фриделя–Крафтса и как источник Ce для получения наноразмерного CeO методом осаждения. В аналитической практике растворы CeCl применяют в титриметрии и как фоновый электролит.
Условия эксплуатации и хранения
Гексагидрат хранят при температуре не выше 25 C в герметичной полимерной или стеклянной таре, защищая от прямого солнечного света; при относительной влажности выше 70 % кристаллы расплываются. Безводный CeCl требует атмосферы аргона или сухого бокса с точкой росы ниже –40 C. При работе с порошком применяют респираторы класса FFP2 и защитные очки, поскольку пыль раздражает слизистые. Транспортировка — всеми видами транспорта в крытых грузовых отсеках, без совместного размещения с сильными окислителями.
Вопросы и ответы
Чем отличается CeCl6HO от безводного CeCl по применению?
Гексагидрат используют в водных растворах — катализ, травление, осаждение CeO. Безводную соль применяют в расплавах и неводных средах, где вода недопустима: электролиты, реакции с металлоорганическими соединениями.
Какая чистота требуется для синтеза люминофоров?
Для люминофоров на основе церия достаточно марок 99,9 % (3N) с суммой прочих РЗЭ не более 0,1 %. Для оптических стёкол и полупроводниковых прекурсоров применяют 99,99 % (4N).
При какой температуре разлагается кристаллогидрат?
Потеря кристаллизационной воды начинается около 90 C, полное обезвоживание завершается при 230–250 C. Выше 400 C в воздухе образуется оксихлорид и диоксид церия.
Как хранить безводный хлорид церия?
В герметичной таре в атмосфере инертного газа при точке росы ниже –40 C. Контакт с влажным воздухом приводит к гидролизу и слипанию порошка.
