13093-17-9
中文名稱
硝酸鈰(Ⅳ)
英文名稱
CERIC NITRATE
CAS
13093-17-9
分子式
CeN6O18-2
分子量
512.15
MOL 文件
13093-17-9.mol
更新日期
2025/01/14 16:10:13
13093-17-9 結構式
基本信息
中文別名
硝酸鈰硝酸鈰(IV)
CERCER硝酸鹽
硝酸鈰(IV), 1.0N 溶液
相關CAS:10294-41-4
硝酸鈰(IV), 1.5N 水溶液
英文別名
1.0NsolutionCERIC NITRATE
Citric nitrate
Certetranitrat
NITRATO-CERIC ACID
CERIUM(IV) NITRATE
cerium tetranitrate
cerium(4+),tetranitrate
nitricacid,cerium(4++)salt
CERIC NITRATE, SOLUTION, 1.0N
所屬類別
無機化工：金屬硝酸鹽及亞硝酸鹽
常見問題列表
概述
硝酸鈰為化學物質，助燃，具刺激性，無色或淺紅色三斜系晶體易潮解，有毒，可與堿反應。
熔點150℃(失去3分子結晶水)。極易溶于水，溶于乙醇、酸、丙酮。用硫酸干燥可失去結晶水，風化可使其失去二個半分子結晶水;200℃即分解為二氧化鈰，可與堿反應。用途：可用于分離鈰與其他稀土金屬，作磷酸酯水解的催化劑用作光譜分析試劑，鑭、鐠、釹的測定; 氧化劑、催化劑、醫(yī)藥和制造煤氣燈紗罩的原料。制備
制法：將硫酸鈰與硝酸鋇反應，或由氧化鈰或草酸鈰與硝酸反應，再加過氧化氫作還原劑而得。（1）高純、潔凈硝酸鈰的制備：
得到的優(yōu)化的工藝條件是: 用硝酸調節(jié)控制硝酸鈰溶液的酸度為pH 為1，加熱濃縮使溶液的溫度為115 ℃，然后陳化1 h，在室溫下攪拌冷卻析晶; 析晶完全后，靜置、過濾、洗滌，完成了超低雜質高純、
潔凈硝酸鈰產品制備，其雜質Fe2O3、Al2O3、NiO、ZnO、CuO 和PbO 的含量均小于0． 5 × 10 － 6。同時在保證產品質量的情況下，實現了結晶母液的循環(huán)利用。本工藝具有制備方法簡單、成本低、收率穩(wěn)定、產品質量好、無環(huán)境污染等特點，應用前景廣闊。
圖1 潔凈硝酸鈰晶體的TEM 圖
硝酸鈰添加劑對金屬的影響
（1） 洪尚坤等研究了硝酸鈰添加劑對7075鋁合金微弧氧化陶瓷膜特性的影響，將硝酸鈰加入磷化液, 將改變鋁合金基體與磷化液液-固界面間的初始電位, 進而對整個磷化過程產生影響。磷化膜生成容易, 且成膜速度加快, 磷化完成時間縮短。硝酸鈰在鋁合金磷化過程中起到了磷化形核作用, 并磷化結晶細化而均勻。磷化膜的主要組成是Zn3(PO4)2•4H2O 和Zn2Fe(PO4)2•4H2O , 硝酸鈰并沒有構成磷化膜的組成成分。（2）為進一步提高７０７５鋁合金的表面耐磨性，張圣麟等研究了硝酸鈰對6061鋁合金磷化過程的影響,在硅酸鈉、六偏磷酸鈉復合電解液中加入不同質量濃度的硝酸鈰添加劑，運用微弧氧化技術在其表面原位生長出氧化鋁陶瓷膜。采用涂層測厚儀、維氏硬度計、掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）、Ｘ射線衍射議（ＸＲＤ）等方法研究了硝酸鈰添加劑對陶瓷膜厚度、顯微硬度、表面形貌、相組成以及耐磨性的影響。結果表明：陶瓷膜主要由α－Ａｌ２Ｏ３和γ－Ａｌ２Ｏ３兩相組成，當硝酸鈰質量濃度為０．１２ｇ／Ｌ，陶瓷膜的厚度達到最大，約為１８μｍ；硬度達到最高，約為９１６ＨＶ０．２；致密性最佳；陶瓷膜表現出更好的耐磨性能。
（3）孫華等研究了硝酸鈰對Ni-Co-P鍍層組織結構和性能的影響，在Ni-Co-P 化學鍍液中添加硝酸鈰，研究硝酸鈰對Ni-Co-P 鍍層組織結構和性能的影響。利用掃描電子顯微鏡、X 射線衍射儀、電化學工作站和顯微硬度計，與常規(guī)化學鍍層進行比較，觀察和分析了硝酸鈰對化學鍍Ni-Co-P 鍍速、鍍層形貌、結構、硬度和耐蝕性的影響。實驗結果表明: 采用添加硝酸鈰的鍍液施鍍后，獲得的Ni-Co-P 鍍層均勻致密，耐蝕性提高。鍍層XＲD 衍射出現尖銳狀衍射峰，呈微晶衍射特征。500 ℃熱處理后，Ni-Co-P 合金鍍層完全轉變成晶態(tài)，產生硬化相Ni3 P。500 ℃熱處理后，鍍層硬度明顯提高。采用添加硝酸鈰的鍍液施鍍后，化學鍍Ni-Co-P的鍍速隨硝酸鈰含量的增加而增加，在0． 15 g•L － 1時鍍速達到最大，獲得的Ni-Co-P 鍍層均勻致密，耐蝕性增加。添加硝酸鈰后的鍍層XＲD 衍射出現了尖銳狀衍射峰，晶化現象更加明顯，呈現晶體衍射特征。經過500 ℃熱處理后鍍層的硬度有明顯的提高，最高可達到1300 HV。
（4）林碧蘭等研究了硝酸鈰處理對磷化膜組織和耐蝕性的影響，為了發(fā)揮磷化膜和鈰鹽膜的優(yōu)勢, 采用硝酸鈰前處理或硝酸鈰后處理對熱鍍鋅層上的磷化膜進行改進, 通過SEM , EDS ,NSS 和Tafel 極化研究了硝酸鈰改進磷化膜的顯微組織和耐蝕性, 并與鉻酸鹽鈍化膜進行了比較。結果表明:硝酸鈰前處理或后處理改進磷化膜均為含P , O , Ce 和Zn 化合物的復合膜, 基本上克服了單一膜層的缺陷, 使得復合膜的耐蝕性明顯增強;硝酸鈰后處理改進復合膜的耐蝕性優(yōu)于鉻酸鹽鈍化膜, 有望成為高毒性鉻酸鹽鈍化膜的替代品。1)硝酸鈰前處理改進磷化膜是由P 、O 、Ce 和Zn化合物組成的復合膜, 表面主要是無定形的鈰鹽膜、一些針狀晶體與少量的小裂紋和凹坑。熱鍍鋅鋼先磷化、后硝酸鈰處理時 P、O 、 Ce 和Zn 化合物填補了磷酸鋅晶體的間隙, 在鋅層表面形成連續(xù)、完整的復合膜。3)硝酸鈰前處理或后處理均明顯提高了磷化膜的耐蝕性。硝酸鈰后處理改進磷化膜的耐蝕性優(yōu)于鉻酸鹽鈍化膜, 有望成為高毒性鉻酸鹽鈍化膜的替代品。
（5）: 杜云艷等研究了硝酸鈰爆轟制備球形納米CeO2顆粒，以硝酸鈰為原料, 利用爆轟合成方法制備了CeO2 納米粒子。采用XRD 和TEM 對爆轟產物進行了檢測和表征, 并考察了尿素和亞硝酸鈉對爆轟產物形貌的影響。3 次實驗結果表明, 實驗所得的CeO2 晶體
均為立方瑩石結構, 粒徑分別為45、64 、33 nm 。比較發(fā)現:混合炸藥中加入尿素后, 顆粒外觀呈球形;混合炸藥加入亞硝酸鈉后, 顆粒直徑較小。通過3 個對比實驗對爆轟合成納米CeO2 粒子進行了探索性研究。3 個實驗均制備出了納米CeO2粒子。顆粒形貌隨添加物的不同而改變。從爆轟法制備CeO2的過程可見, 在產物中并沒有產生必須回收的任何化學溶劑、酸堿類, 所以無需像其他合成方法一樣對污染物進行回收處理。另外, 這種制備納米CeO2 的方法生產工序簡單、成本低廉, 具有大規(guī)模工業(yè)應用的前景, 值得深入研究和開發(fā)。
圖2 納米CeO2 的TEM 照片用途
- 用于污水處理
制備的吸附劑的吸附性能最好；用該吸附劑處理含磷廢水，當初始廢水 pH 為 3 、振蕩時間為 80 min時，廢水 TP 去除率約為 95%，廢水中磷質量濃度為 0.41 mg/L，達到 GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級標準。b）等溫吸附實驗結果表明，該吸附劑的吸附行為符合 Langmuir 方程，且平衡吸附量為 8.23 mg/g。
- 用于生物處理
（2）徐麗珊等研究了硝酸鈰對酸雨脅迫下白菜種子萌發(fā)的影響，結果表明, 隨著酸雨pH 值的下降, 白菜種子發(fā)芽率、根長、活力指數、發(fā)芽指數遞減可能是減弱了種子萌發(fā)、幼苗生長時酸雨誘發(fā)的自由基反應, 以及對根系生長的促進作用。較低濃度的硝酸鈰(如5、10 mg /L)對白菜種子萌發(fā)具有促進作用, 但隨著硝酸鈰濃度的提高(如50 mg /L), 白菜種子萌發(fā)受到抑制。酸雨對一定濃度硝酸鈰浸種的白菜種子脅迫作用減輕, 表明硝酸鈰有緩解酸雨脅迫種子萌發(fā)的作用。從初步研究看, 酸雨脅迫將抑制白菜種子的萌發(fā), 降低白菜的產量;較低濃度的硝酸鈰能促進白菜種子的萌發(fā), 提高白菜的產量, 也能提高白菜種子對酸雨脅迫的抗性。但是應用硝酸鈰溶液對白菜種子浸種來提高白菜的產量及緩解酸雨的作用時, 選擇合適的濃度十分重要。
（3）安徽農業(yè)科學探討了不同濃度的稀土化合物硝酸鈰對組培苗的影響, 為稀土化合物硝酸鈰在農業(yè)上的應用提供參考。將南瓜組培苗培養(yǎng)在含不同濃度硝酸鈰的MS培養(yǎng)基上, 通過對組培苗的葉片數、株高、鮮重、葉綠素含量等指標的測試, 來研究稀土化合物硝酸鈰對組培苗的影響。當硝酸鈰濃度不高于10.0 μg/ml時, 對南瓜組培苗的生長無明顯影響, 南瓜組培苗的鮮重和葉綠素a、葉綠素b的含量略有提高, 并且在硝酸鈰濃度為10.0 μg/ml時, 葉綠素含量、鮮重、株高均達到最大值;當濃度高于10.0 μg/ml時, 硝酸鈰對南瓜組培苗產生毒害作用并隨著其濃度的升高而增加;當濃度為200.0 μg/ml時, 3組組培苗全部死亡?？梢娤⊥粱衔锵跛徕媽M培苗的影響具有濃度依賴性, 低濃度(10.0 μg/ml)有助于組培苗的生長發(fā)育, 而高濃度對組培苗有毒害作用。
（4）顏學武等進行了關于硝酸鈰減少OH自由基作用的研究，OH 自由基屬于活性氧自由基，具有強氧化作用，在生物體內可損傷機體。硝酸鈰中稀土離子Ce3+具有變價特性，較容易實現三價與四價之間的轉變，并能與OH 自由基反應。本研究利用納米TiO2 的光催化作用產生OH 自由基，將硝酸鈰與TiO2 混合，以DMPO 作為捕捉劑，用電子自旋共振（ESR）的方法證實了在硝酸鈰的作用下，納米TiO2產生的OH 自由基數量大為減少，從而證明硝酸鈰可有效清除OH 自由基由于稀土元素Ce 具有變價特性，較容易實現三價與四價之間的轉變，可利用此特性來清除氧化性極強的OH 自由基。ESR 實驗證實：在硝酸鈰的作用下，納米TiO2 產生的OH 自由基數量大為減少，從而證明硝酸鈰可有效清除OH 自由基。
參考文獻
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