신소재 의 발견

세리아(Ceria, CeO₂)는 화학적으로 산화세륨(IV)이라고도 불리며, 세륨(Cerium)의 산화물입니다. 세륨은 주기율표에서 희토류 원소 그룹에 속하는 원소로, 산화상태에서 주로 +3 및 +4의 산화상태를 가집니다. 세리아는 세륨이 +4의 산화상태를 가질 때 형성되며, 화학식으로 CeO₂로 나타냅니다.  이 물질은 흰색 또는 옅은 노란색을 띠며, 고체 상태에서 매우 안정적입니다. 세리아는 과학, 산업 및 환경 분야에서 다양한 응용 분야를 가지고 있으며, 그 특성상 여러 중요한 기능을 수행합니다.  세리아(Ceria, CeO₂) 1. 세리아의 물리적 및 화학적 특성  세리아는 주로 결정질 구조를 가지며, 이로 인해 고유한 물리적 및 화학적 특성을 나타냅니다. 세리아의 주요 결정 구조는 입방정계 플루오라이트(Fluorite) 구조로, 이 구조에서 세륨 원자는 산소 원자들에 의해 둘러싸여 있으며, 산소 이온이 정육면체의 각 모서리에서 세륨 이온을 둘러싸고 있습니다. 이러한 구조는 세리아가 고온에서도 열적으로 안정하고, 산화 및 환원 과정에서 비교적 쉽게 산소를 흡수하거나 방출할 수 있게 합니다.  세리아의 화학적 특성은 그 높은 산화환원 능력에서 비롯됩니다. CeO₂는 산소의 함량을 변동시킬 수 있는 능력을 가지고 있어 산화 환경에서는 Ce⁴⁺ 상태로 존재하고, 환원 환경에서는 산소를 잃어 Ce³⁺ 상태로 존재할 수 있습니다. 이 과정에서 산소 공공(vacancy)이 생성되며, 이는 세리아의 중요한 촉매적 특성 중 하나로 작용합니다.  <바로가기> ☞   입방정계  구조       산소공공(oxygen vacancy) 2. 세리아의 합성 방법  세리아는 여러 가지 방법을 통해 합성될 수 있으며, 각각의 방법은 생성된 세리아의 물리적 및 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 대표적인 합성 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다.   • 공침법(C...