दुर्लभ पृथ्वी तत्व, अपनी अद्वितीय इलेक्ट्रॉन शैल संरचनाओं और असाधारण चुंबकीय, ऑप्टिकल और विद्युत गुणों के कारण, वैश्विक स्तर पर रणनीतिक संसाधन बन गए हैं। जैसे-जैसे तकनीकी क्रांति और औद्योगिक परिवर्तन का नया दौर तेज हो रहा है, वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षा के लिए जोखिम प्रमुख हो गए हैं, और प्रमुख शक्तियों की संसाधन सुरक्षा का ध्यान थोक खनिजों से महत्वपूर्ण खनिजों पर स्थानांतरित हो गया है। इस पृष्ठभूमि में, दुर्लभ पृथ्वी के रणनीतिक मूल्य में तेजी से वृद्धि हुई है, और उनकी रणनीतिक स्थिति और अधिक स्पष्ट हो गई है, जिससे वे प्रमुख शक्तियों के बीच संसाधन प्रतिस्पर्धा और औद्योगिक प्रतिद्वंद्विता का मुख्य केंद्र बन गए हैं।
सेरियम ऑक्साइड (CeO₂) विशेष रूप से उत्कृष्ट भौतिक रासायनिक गुणों के साथ मिलकर अपेक्षाकृत प्रचुर भंडार और कम लागत का लाभ प्रदान करता है, जो इसे सबसे व्यापक रूप से अध्ययन और प्रतिनिधि दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड में से एक बनाता है।
31 मार्च से 10 अप्रैल, 2025 तक, केवल दस दिनों के भीतर, सेरियम ऑक्साइड पर तीन शोध पत्र क्रमिक रूप से प्रकाशित हुए।जैक्स, विज्ञान, औरप्रकृति, "पागल सेरियम ऑक्साइड" की लहर चिंगारी।
व्यावहारिक उत्पादन अनुप्रयोगों में, दुर्लभ पृथ्वी पॉलिशिंग पाउडर सटीक पॉलिशिंग में अपने असाधारण प्रदर्शन के लिए एक तारकीय प्रतिष्ठा का आनंद लेते हैं, "पॉलिशिंग सामग्री के राजा" की उपाधि अर्जित करते हैं। इन दुर्लभ पृथ्वी पॉलिशिंग पाउडर का मुख्य घटक CeO₂ है, इसलिए उन्हें सेरियम {{1} आधारित दुर्लभ पृथ्वी पॉलिशिंग पाउडर, या बस सेरियम - आधारित पॉलिशिंग पाउडर के रूप में भी जाना जाता है, और इन्हें CeO₂ पॉलिशिंग पाउडर के रूप में भी जाना जा सकता है।
इसने "राजा" की उपाधि मुख्यतः निम्नलिखित चार कारणों से अर्जित की है:
(1) CeO₂ क्रिस्टल में एक फ्लोराइट-प्रकार का फलक{{2}केन्द्रित घन जालीदार संरचना होती है, जिसमें अंतरिक्ष समूह Fm-3m होता है। फ्लोराइट संरचना में, सेरियम आयन घन के कोनों और चेहरों के ज्यामितीय केंद्रों पर स्थित होते हैं, जबकि ऑक्सीजन आयन सेरियम आयनों द्वारा गठित टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल इंटरस्टिस को क्लोज-पैक्ड तरीके से भरते हैं।
(2) अन्य प्रकार के पॉलिशिंग पाउडर की तुलना में, CeO₂ पॉलिशिंग तेज पॉलिशिंग गति, पॉलिश किए गए उत्पादों की उच्च सतह फिनिश और अधिक समतलता प्रदान करती है। इसके अलावा, CeO₂ से पॉलिश किए गए उत्पादों का सेवा जीवन लंबा होता है।
(3) CeO₂ की मोह कठोरता लगभग 7 है, जिसका अर्थ है कि यांत्रिक क्रिया के दौरान, इसमें नरम सामग्री को काटने और पॉलिश करने के लिए पर्याप्त कठोरता है, फिर भी पॉलिश किए जाने वाले वर्कपीस को अत्यधिक शारीरिक क्षति नहीं होती है।
(4) CeO₂ सिलिकेट ग्लास के प्रति उच्च रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करता है, जिसका अर्थ है कि यह रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) प्रभाव पैदा करने के लिए कांच की सतह के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इस प्रक्रिया में भौतिक घर्षण और रासायनिक प्रतिक्रिया दोनों शामिल हैं, यही कारण है कि ग्लास पॉलिशिंग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
दुर्लभ पृथ्वी सेरियम ऑक्साइड के लिए चार "संश्लेषण विधियाँ"।
वर्तमान में, दुर्लभ पृथ्वी सेरियम ऑक्साइड तैयार करने की चार मुख्य विधियाँ हैं:
(1) हाइड्रोथर्मल संश्लेषण। यह विधि आम तौर पर माध्यम के रूप में एक जलीय घोल का उपयोग करके, एक सीलबंद उच्च दबाव वाले आटोक्लेव में की जाती है। सबक्रिटिकल या सुपरक्रिटिकल स्थितियों में गर्म करने से, सेरियम नमक अग्रदूत सीधे खनिज या सर्फेक्टेंट की उपस्थिति में क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जिससे CeO₂ कण निकलते हैं।
(2) रासायनिक अवक्षेपण। औद्योगिक अनुप्रयोगों में वर्षा सबसे मौलिक और सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। सेरियम नमक के घोल में एक अवक्षेपक (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड, अमोनियम बाइकार्बोनेट, अमोनिया पानी, आदि) मिलाकर, एक हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट अग्रदूत प्राप्त किया जाता है, जिसे बाद में CeO₂ का उत्पादन करने के लिए कैलक्लाइंड किया जाता है।
(3) सोल-जेल विधि। यह विधि धातु कार्बनिक यौगिकों या घुलनशील अकार्बनिक लवणों को अग्रदूत के रूप में उपयोग करती है, जो घुल जाते हैं और फिर एक पारदर्शी सॉल बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस और संक्षेपण प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, जो आगे एक तीन आयामी नेटवर्क जेल में बदल जाता है, और अंत में CeO₂ प्राप्त करने के लिए कैलक्लाइंड किया जाता है।
(4) माइक्रोइमल्शन विधि। यह विधि "नैनोरिएक्टर" के रूप में सर्फेक्टेंट, एक तेल चरण और एक जलीय चरण से बनी एक माइक्रोइमल्शन प्रणाली का उपयोग करती है, जहां CeO₂ प्राप्त करने के लिए न्यूक्लियेशन, सहसंयोजन और गर्मी उपचार होता है।