Abstract
In this study, the crystallization of cerium carbonate from cerium chloride solution by addition of ammonium bicarbonate was investigated. The concentration of reactants such as cerium chloride(0.5-2M) and ammonium bicarbonate, and reaction temperature($20-60^{\circ}C$) have a great effect on the crystal types of cerium carbonate such as lanthanite-type cerium carbonate[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$] and tengerite-type cerium carbonate[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}2.5H_2O$]. The crystallinity of cerium carbonate changed from lanthanite to tengerite as the concentration of reactants and reaction temperature increased. Transformation of cerium carbonate hydrate was transformed to cerium hydroxy carbonate depended on the drying conditions. Cerium carbonate of lanthanite and tengerite has the shape of aggregates with plate type crystal, and the size of lanthanite and tengerite crystal was $3{\mu}m$ and $5{\mu}m$, respectively. Cerium hydroxy carbonate has the shape of aggregates with needle type crystal, and the crystal size was about $7{\mu}m$.
본 연구는 염화세륨 수용액으로부터 중탄산암모늄의 첨가에 의한 탄산세륨 합성시, 반응 조건(염화세륨 농도: 0.5-2M, 반응온도: $20-60^{\circ}C$)에 따라 형성되는 탄산세륨 결정에 대하여 고찰하였다. 반응성 결정화 과정에서 반응물의 농도 및 반응온도에 따라 lanthanite 형태의 결정상[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$]과 tengerite 형태의 결정상[$Ce_2(CO_3)_3{\cdot}2.5H_2O$] 등 두 형태의 탄산세륨 결정을 얻을 수 있었다. 염화세륨의 농도와 반응온도가 증가함에 따라 탄산세륨의 결정상은 lanthanite에서 tengerite형태로 변하였으며, 함수의 탄산세륨은 건조 조건에 따라 무수의 수산기가 함유된 탄산세륨의 결정상 구조로 전이되었다. Lanthanite와 tengerite 구조의 탄산세륨은 판상의 결정립들이 서로 간에 응집된 상태로서 크기나 형태가 두 결정상 모두 같은 형상을 가지며, 결정립의 크기는 lanthanite구조가 약 $3{\mu}m$, tengerite구조가 약 $5{\mu}m$이었다. 그러나 수산기가 함유된 탄산세륨[$Ce(OH)(CO_3)$]은 침상의 결정립이 응집되어 있는 상태로서 결정립의 크기는 장축이 약 $7{\mu}m$이었으며, 결정수가 함유되어 있는 탄산세륨과 무수의 수산기 함유 탄산세륨의 형상은 서로 다른 형태를 갖고 있음을 알 수 있다.
