المواد الحفزية الأرضية النادرة

تم استخدام مصطلح "المحفز" منذ أوائل القرن التاسع عشر، لكنه أصبح معروفًا على نطاق واسع منذ ما يقرب من 30 عامًا، ويعود تاريخه تقريبًا إلى السبعينيات عندما أصبح تلوث الهواء وقضايا أخرى مشكلة. وقبل ذلك، كان لها دور مهم جدًا في أعماق المصانع الكيماوية لم يتمكن الإنسان من ملاحظتها بهدوء ولكن بشكل مستمر لعقود من الزمن. إنها ركيزة ضخمة للصناعة الكيميائية، ومع اكتشاف محفزات جديدة، لم تتطور الصناعة الكيميائية واسعة النطاق بعد حتى صناعة المواد ذات الصلة. على سبيل المثال، أدى اكتشاف واستخدام المحفزات الحديدية إلى إرساء الأساس للصناعة الكيميائية الحديثة، في حين مهد اكتشاف المحفزات القائمة على التيتانيوم الطريق أمام صناعات البتروكيماويات وتصنيع البوليمرات. في الواقع، بدأ التطبيق المبكر للعناصر الأرضية النادرة أيضًا باستخدام المحفزات. في عام 1885، قامت شركة CAV Welsbach النمساوية بتشريب محلول حمض النيتريك الذي يحتوي على 99% ThO2 و1% CeO2 على الأسبستوس لصنع محفز، والذي تم استخدامه في صناعة أغطية المصابيح البخارية.

وفي وقت لاحق، مع تطور التكنولوجيا الصناعية وتعميق البحوثالأتربة النادرة، وجد أنه نظرًا للتأثير التآزري الجيد بين العناصر الأرضية النادرة والمكونات الحفزية المعدنية الأخرى، فإن المواد الحفزية الأرضية النادرة المصنوعة منها لا تتمتع بأداء تحفيزي جيد فحسب، بل تتمتع أيضًا بأداء جيد ضد التسمم وثبات عالي. فهي أكثر وفرة في الموارد، وأرخص في السعر، وأكثر استقرارا في الأداء من المعادن الثمينة، وأصبحت قوة جديدة في المجال التحفيزي. في الوقت الحاضر، يتم استخدام المحفزات الأرضية النادرة على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل تكسير البترول، والصناعة الكيميائية، وتنقية عوادم السيارات، والاحتراق الحفاز للغاز الطبيعي. ويمثل استخدام الأتربة النادرة في مجال المواد الحفزية حصة كبيرة. وتستهلك الولايات المتحدة النسبة الأكبر من الأتربة النادرة في عمليات الحفز الكيميائي، كما تستهلك الصين كمية كبيرة في هذا المجال.

يستمر استخدام المواد الحفزية الأرضية النادرة على نطاق واسع في المجالات التقليدية مثل هندسة البترول والهندسة الكيميائية. مع تعزيز الوعي البيئي الوطني، خاصة مع اقتراب دورة الألعاب الأولمبية في بكين عام 2008 ومعرض شنغهاي العالمي لعام 2010، زاد الطلب على المواد المحفزة الأرضية النادرة وتطبيقها في حماية البيئة، مثل تنقية عوادم السيارات، والاحتراق الحفاز للغاز الطبيعي، وزيت صناعة المطاعم. من المؤكد أن تنقية الأبخرة، وتنقية غاز العادم الصناعي، والتخلص من غازات النفايات العضوية المتطايرة، ستزداد بشكل ملحوظ.