稀有金属

在汽车尾气净化催化剂中，CeO2作为助催化剂，其作用有 两个:其一是储氧功能，由于Ce02能快速进行 Ce02→Ce203+1/202氧化还原循环，因此CeO2在富燃混合气 时放出氧气，在稀燃混合气时储存氧气(称为OSC效应)， 从而控制贵金属附近的氧气波动，保持催化剂的良好净化 作用;其二是催化剂中的贵金属颗粒受Ce02控制(贵金属微 粒随 Ce0 2 微粒的增大而增大 ) ，随贵金属颗粒的增大，其 催化活性会随之降低。常用的主催化剂有铂Pt、钯Pd、铑 Rh等贵金属。
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铈的应用

用作还原剂、催化剂。
用作合金添加剂，及用于生产铈盐等，也 用于医药、制革、玻璃、纺织等工业。 铈可作催化剂、电弧电极、特种玻璃等。 铈的合金耐高热，可以用来制造喷气推进 器零件。

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铈的应用实例之汽车尾气催化剂

铈是一种银灰色的活泼金属，粉末在空气中易自燃，易溶 于酸。铈的名称来源于小行星谷神星的英文名。铈在地壳 中的含量约0.0046%，是稀土元素中相对含量最高的。
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铈的化学性质

铈在室温下很容易氧化，在空气中很容易失去光泽，用刀 刮即可在空气中燃烧（纯的铈不易自燃，但稍氧化或与铁 生成合金时，极易自燃）。加热时，在空气中燃烧生成二 氧化铈。能与沸水作用产生氢氧化铈，溶于酸，不溶于碱。 铈也能在卤素中燃烧，如在氯气中燃烧，产生三氯化铈 (CeCl3)：2Ce+3Cl2==Δ(或点燃)== 2CeCl3。受低温和高压 时，出现一种反磁性体，比普通形式的铈致密18% 。用于 制造打火石、陶瓷和合金等。铈是除铕外稀土元素中最活 泼的。铈在冷水中缓慢反应，在热水中反应加快。
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钕的物理性质

钕也是一种稀土元素，化学方程式为Nb，它是由冯·韦尔 塞巴赫在1885年发现的。为银白色金属，熔点1024℃，沸 点为 3074 ℃，密度 7.004 g/cm³，有顺磁性，导热系数为 16.5W/(m·k)，体积弹性模量为31.8Gpa，相对原子质量 为144.24，核外电子排布为 2,8,18,22,8,2。该元素在地 壳中的含量为38ppm（百万分之38）。
例如2Nd+3H2SO4=Nd2(SO4)3+3H2↑
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稀土资源在全球的分布
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稀土资源在我国的分布

我国是世界第一稀土资源大国，储量大，分布广，品种全。 基础储量 8900 万吨（以稀土氧化物计，下同），资源量 6780万吨，广泛分布于全国22个省区。包头白云鄂博矿石 世界最大的铁、稀土、铌等元素的共生矿山，其稀土资源 以轻稀土为主，基础储量占全国的87.2%，超过世界总储 量的40%；分布于江西、广东、福建、湖南、广西等南方 省区的离子型稀土矿，是我国独有的中重稀土资源，已列 为国家实行保护性开采的特定矿种。四川和山东也有丰富 的轻稀土资源，云南、贵州、湖北等省也相继发现稀土资 源。
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钕的应用之生物学

适宜浓度的钕可以降低植物发病率,提高抗病性的现象,已 得到试验证实。但关于钕降低植物病害的机制,尚未有明 确的解释。初步推测可能有两种途径: 一是稀土直接抑制 病原菌生长, 降低病原菌致病酶活性。部分研究证明稀土 镧对病原菌具有低促高抑效应;二是稀土元素可能通过影 响寄主植物, 诱导其产生抗病性 ;关于这种途径的直接证 据较少, 大部分研究主要侧重于在未接种病原菌情况下, 稀土对植物体内各种抗病指标的变化。
铈、钕简介
目 录
1
2 3
铈的性质
铈的应用
钕的性质
4
钕的应用
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铈的物理性质

周期系第ΙΙΙ族副族镧系元素，一种稀土元素，铈化学 方程是Ce。原子序数58。灰色金属，有延展性。密度：正 方晶体6.9g/cm 3 ，立方晶体 6.7g/cm3 。熔点799 ℃，沸点 3426℃。
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铈的应用之抛光粉

据文献记载，自从十七世纪以来，人们就开始利用抛光粉 对玻璃表面进行抛光处理，但直到二十世纪四十年代前后，才 开始利用稀土抛光粉来抛光光学玻璃。相对早期使用的氧化铁 抛光粉，稀土抛光粉的抛光效率提高了2～3倍。常见的玻璃抛 光粉多为三价和四价的金属氧化物，如铁、铝、铈、钛、锆和 铬等，其中，铈基稀土抛光粉被誉为最好的抛光材料，广泛应 用于电视显像管、眼镜片、光学玻璃、航空玻璃、集成电路基 板、液晶显示器、光掩模基板及各种宝石等制品的抛光。具有 抛光质量好(光洁度高)、效率高、速度快、使用寿命长等优点。 铈基抛光粉的主要优点是：由于CeO2在水中会发生水合反应: CeO2+2H2O→Ce(OH)4→Ce4++4OH这样在CeO2颗粒表面会形成羟基，羟基离解或与抛光金属 反应，生成的氧化物会吸附在CeO2颗粒表面，从而被抛光液带 走，促进抛光表面的平坦度。
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钕的化学性质

钕是最活泼的稀土金属之一，在空气中能迅速变暗，生成氧化物；其 反应式为：4Nd+3O2=2Nd2O3 在冷水中缓慢反应，在热水中反应迅速，生成氢氧化钕，反应式为： 2Nd+6H2O =2Nd(OH)3+3H2↑ 可以和卤素发生剧烈的反应 2Nd+3F2=2NdF3 2Nd+3Cl2=2NdCl3 2Nd+3Br2=2NdBr3 2Nd+3I2=2NdI3 可以和酸发生反应
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铈的应用之钕铁硼永磁材料

钕元素凭借其在稀土领域中的独特地位，多年来成为市场 关注的热点。金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。钕铁 硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活 力。钕铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，钕 铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使 钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用， 从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、 轻量化、薄型化成为可能。
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钕的应用之光学材料

钕玻璃是一种重要的光学材料，它的荧光 寿命长，易于积累高能级粒子，又容易制 成光学均匀性优良的大尺寸材料，它作为 激光工作物质已在激光核聚变、高功率激 光放大器、波导激光器、中小能量器件和 光纤通讯上获得重要的应用。
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钕的应用之增强复合材料

由于稀土Nd元素在颗粒增强钛基复合材料基体中的固溶 度是很小的, 与钛合金基体中的O,Sn元素之间的亲和力比 较大, 容易形成钕的氧化物、锡的氧化物和Nd3Sn。因此 在钛合金基体中加入稀土Nd元素, 可以使Nd,Sn ,O元素在 熔炼过程中产生化合反应, 形成了作为增强体的钕的氧化 物、锡的氧化物和Nd3Sn等混合物颗粒。这种混合物颗粒 以钕的氧化物为主。这种混合物颗粒及其周围形成的位错 亚结构对复合材料基体起到弥散强化作用, 使复合材料的 强度、热稳定性和疲劳等性能达到良好的匹配。
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铈的应用之生物学

铈能减缓铜毒害导致的亚洲苦草根叶可溶性蛋白含量的下 降及超氧阴离子丙二醛的累积。与同浓度的单一铜处理相 比,加入铈后,根和叶超氧化物歧化酶(SOD) 、过氧化氢酶 (CAT)活性和抗坏血酸(AsA)含量不同程度的增强或增多, 而过氧化物酶(POD) 的活性先降后升, 暗示铈可能通过提 高亚洲苦草活性氧清除能力以增强对铜的抗性和耐性。